[发明专利]一种基于Linux平台的铁路实时以太网TRDP网关

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于Linux平台的铁路实时以太网TRDP网关。

背景技术

过去的铁路用的网络技术最快仅为数Mbit/秒，随着监控并记录车辆和装备的情况、配备客户使用的无线LAN等通信功能、车内监控摄像头像素的增加、车内显示器的大型化和高画质化等功能的不断强化，数据传输速度已经无法满足了，于是，作为能够实现10Mbit/秒以上的数据传输技术，以太网成为了众望所归。而目前实时以太网的列车车辆总线国际标准为IEC61375-2-3，新标准会逐步应用到中国轨道交通领域。

随着铁路行业的发展，实时的以太网会得到广泛的应用，但由于铁路通讯网络的专用性和强针对性(主要应用于铁路和部分电力系统等一些特殊领域)，用于实现TRDP(Train Real-time Data Protocol，简称TRDP)协议转换成其他数据形式，如TRDP转换成UART或CAN等数据形式的实时以太网关还是一片空白。现有的数据转换形式主要是依赖芯片自带的以太网软核协议栈，协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象反映了一个网络中文件的传输过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。目前使用最广泛的是英特网协议栈，由上到下的协议分别是：1、应用层(HTTP，FTP，TFTP，TELNET，DNS，EMAIL等)；2、运输层(TCP，UDP)；3、网络层(IP)；4、链路层(WI-FI，以太网，令牌环等)；5、物理层(MAC)。

而现有的铁路以太网主要是通过MCU芯片自带的以太网协议栈实现的，其需要在物理层设置以太网控制芯片，而且该以太网控制芯片内部还需要撰写TCP/IP协议栈的上层协议命令，属于软件协议栈。但是，如果现有的系统使用的是低端单片机，则整个系统结构包括主单片机都需要更换，才能实现以太网功能。另外，由于MCU芯片不仅要实现以太网功能，还需要对车辆的其他功能进行控制，以太网的数据转换占用了MCU芯片的大量资源，导致内存成本增加，而且MCU芯片自带的软协议栈实时性较差，无法满足铁路以太网对实时性的要求。

发明内容

本发明实施例提出一种基于Linux平台的铁路实时以太网TRDP网关，实现了TRDP通信数据的快速处理，满足铁路以太网对实时性的要求。

本发明实施例提供一种基于Linux平台的铁路实时以太网TRDP网关，包括：ARM核心板、UART接口、CAN接口、以太网收发器和以太网总线接口；

其中，所述ARM核心板分别与所述UART接口、CAN接口、以太网收发器连接；所述以太网收发器和所述以太网总线接口连接；

所述ARM核心板装载有Linux平台，所述ARM核心板用于根据TRDP协议，实现车载设备和列车通信网的数据传输。

进一步的，所述ARM核心板用于根据TRDP协议，实现车载设备和列车通信网的数据传输，具体为：

所述ARM核心板根据TRDP协议，将由所述以太网总线接口接收的第一IP数字信号转换成第一并行数据信号后，依次通过UART接口或CAN接口发送给所述车载设备；

以及，所述ARM核心板根据所述TRDP协议，将所述UART接口或所述CAN接口接收的第二并行数据信号转换为第二IP数字信号后，依次通过所述以太网收发器、以太网总线接口发送给所述列车通信网。

进一步的，所述ARM核心板还用于系统初始化，以及实现TRDP以太网和UART网络之间、所述TRDP网络和CAN网络之间数据交换，具体为：

接收所述UART网络或CAN网络发送的TRDP配置参数信息；其中，所述TRDP配置参数信息包括TCMS主机IP、DNS主机IP、本地IP和端口；

检测TRDP总线的TTDB列车网络拓扑包，配置静态和动态列车网络拓扑参数；

根据所述DNS主机IP，发送DNS请求包，获得实际编组下的TCMS主机的IP地址；

根据所述静态和动态列车网络拓扑参数以及所述实际编组下的TCMS主机的IP地址，接收TCMS组播信息和发送TCMS单播通信，实现所述TRDP以太网和所述UART网络之间、所述TRDP网络和所述CAN网络之间数据交换。

进一步的，所述ARM核心板包括型号为i.MX 6UL的A7芯片；

所述A7芯片装载有所述Linux平台。

进一步的，所述ARM核心板还包括：协处理器和SDRAM内存；

其中，所述A7芯片是型号为MCIMX6G2CVM05AA的微处理器；

所述协处理器是型号为NEON MPE的协处理器；