[发明专利]一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡

权利要求书

1.一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡，其特征在于：包括核心处理单元(1)、UART接口Ⅰ(2)、UART接口Ⅱ(3)、CAN接口(4)、普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)、实时以太网收发器(7)、普通以太网接口Ⅰ(8)、普通以太网接口Ⅱ(9)、实时以太网接口(10)、SD卡接口(15)和VME背板总线接口(16)；

所述核心处理单元(1)分别与UART接口Ⅰ(2)、UART接口Ⅱ(3)、CAN接口(4)、普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)、实时以太网收发器(7)、SD卡接口(15)和VME背板总线接口(16)连接；所述普通以太网收发器Ⅰ(5)与普通以太网接口Ⅰ(8)连接，普通以太网收发器Ⅱ(6)与普通以太网接口Ⅱ(9)连接；实时以太网收发器(7)与实时以太网接口(10)连接；

所述核心处理单元(1)用于TRDP报文转换与收发，实现车载子系统与列车实时以太网的数据传输；

所述核心处理单元(1)包括FPGA芯片和ARM处理器，所述FPGA芯片与ARM处理器通过片上系统AXI总线连接；

所述FPGA芯片上集成标准VME背板总线硬件协议栈和接口，及一路Mac层实时IP软核；所述Mac层实时IP软核与实时以太网收发器(7)连接，用于实现实时TRDP报文转换和收发；

所述ARM处理器装载Linux平台，与普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)连接，用于实现普通TRDP报文转换与收发；

在普通应用场景下，核心处理单元(1)中的ARM处理器根据TRDP协议，将从UART接口Ⅰ(2)、CAN接口(4)和VME背板总线接口(16)接收到的数据打包成实时TRDP报文，从普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)或实时以太网收发器(7)分别通过普通以太网接口Ⅰ(8)、普通以太网接口Ⅱ(9)或实时以太网接口(10)发送至列车实时以太网；将从普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)或实时以太网收发器(7)中接收的TRDP报文根据PRP协议进行冗余丢弃后，判断报文发送周期、报文发送时延、报文发送内容、串口通讯协议无误后，提取TRDP报文中的普通TRDP报文，并根据报文目的地址将普通TRDP报文通过UART接口Ⅰ(2)、CAN接口(4)或VME背板总线接口1(6)发送给相应设备；

所述普通以太网接口Ⅰ(8)和普通以太网接口Ⅱ(9)互为热备冗余关系，具体为：在可靠性要求高的应用场景下，将普通以太网接口Ⅰ(8)和普通以太网接口Ⅱ(9)分别接入两个冗余子网，数据发送过程中，PD报文采用并行消息冗余方式同时从两个网口发送报文至冗余子网，MD报文采用交替消息冗余方式分别从两个网口发送报文至冗余子网；在数据接收过程中，同时从两个网口接收数据，对于PD数据采用PRP协议进行冗余丢弃。

2.如权利要求1所述的基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡，其特征在于：所述核心处理单元(1)是型号为XC7Z020-2CLG400I的芯片。

3.如权利要求1所述的基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡，其特征在于：所述VME背板总线接口(16)与列车控制和管理系统TCMS相连；所述UART接口Ⅰ(2)和CAN接口(4)分别连接车载子系统的车辆控制单元或传感器系统。

4.如权利要求3所述的基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡，其特征在于：所述核心处理单元(1)用于TRDP报文转换与收发，

所述核心处理单元(1)根据TRDP协议将通过普通以太网收发器Ⅰ(5)、普通以太网收发器Ⅱ(6)或实时以太网收发器(7)收到的TRDP报文提取为普通TRDP报文，并通过VME背板总线接口(16)传输给列车控制和管理系统TCMS，或通过UART接口Ⅰ(2)、CAN接口(4)传输给其连接的列车子系统的车辆控制单元或传感器系统。