[发明专利]一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡

说明书

本发明涉及一种基于Linux平台的列车实时以太网网卡，包括核心处理单元、实时以太网收发器、CAN接口、两路UART接口和两路普通以太网收发器。核心处理单元分别与两路普通以太网收发器、实时以太网收发器、CAN接口和两路UART接口连接，并集成有VME背板总线逻辑及接口；核心处理单元包括FPGA和装载Linux平台的ARM，用于实现VME背板数据、CAN网络数据、UART网络数据与TRDP网络间的协议转换与数据传输；两路普通以太网收发器为热备冗余关系，用于可靠性要求较高的数据冗余发送情景。采用本发明能够实现TRDP通信数据的高可靠性、强实时性的数据处理，满足列车通信网络对实时性和可靠性要求。

技术领域

本发明涉及计算机通信网络技术领域，尤其涉及一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡。

背景技术

承载着控制、状态监测、故障诊断信息的列车通信网络随着高速列车智能化程度的发展及安全性要求的不断提升，对网络带宽的要求与日俱增。随着国际电工委员会将交换式以太网纳入列车通信网络的IEC61375标准，标志着国际轨道交通领域就利用以太网解决TCN(Train communication network，列车通信网络)带宽难题达成了共识。根据IEC61375-2-3标准规定，TRDP(Train Real-time Data Protocol，列车实时数据协议)为列车实时以太网标准。

申请号为201710255420.8的发明专利，公开了一种基于Linux平台的铁路实时以太网TRDP网关，用于实现UART网络和CAN网络与TRDP网络之间数据转换，该专利仅设计了一路以太网网接口，不具有冗余功能很难满足高可靠性要求，且网口传输速度为100Mbps很难满足更大数据量传输要求。除此之外，针对实时性要求高的应用场景，该专利并没有相应的功能设计。

申请号为201721070631.6的实用新型专利，公开了一种基于TRDP协议的列车实时以太网网卡，其中两个网口分别RMII和FSMC接口，数据传输速度均不超过100Mbps，采用Cortex-M3作为中央处理单元处理能力有限，很难满足强实时性要求。

申请号为201621486327.5的实用新型专利，公开了一种双串口转以太网模块，该专利不支持TRDP协议，且该专利双串口通过SPS3232EEY串口芯片实现RS232与RS485之间的自适应切换，所以两个串口不能同时工作，且该专利没有实现双网口通信不能满足可靠性要求高的应用场景的使用需求，另外Cortex-M3网络处理能力弱。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡。本发明能够满足多种编组形式的列车的以太网实时通信要求；保证数据不易丢失，且避免由于恶意网络、病毒入侵等造成车载子系统设备瘫痪，增加了车载子系统设备的安全性。除此之外根据不同实时性要求的应用场景，设有不同处理系统，能充分满足不同实时性、可靠性要求的场景。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于Linux平台的列车实时以太网TRDP网卡，包括：核心处理单元1、UART接口Ⅰ2、UART接口Ⅱ3、CAN接口4、普通以太网收发器Ⅰ5、普通以太网收发器Ⅱ6、实时以太网收发器7、普通以太网接口Ⅰ8、普通以太网接口Ⅱ9、实时以太网接口10、SD卡接口15和VME背板接口16；

所述核心处理单元1分别与UART接口Ⅰ2、UART接口Ⅱ3、CAN接口4、普通以太网收发器Ⅰ5、普通以太网收发器Ⅱ6、实时以太网收发器7、SD卡接口15和VME背板接口16连接；所述普通以太网收发器Ⅰ5与普通以太网接口Ⅰ8连接，普通以太网收发器Ⅱ6与普通以太网接口Ⅱ9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集成VME标准背板总线硬件协议栈及接口，装载Linux平台，用于TRDP帧转换与收发，实现车载子系统与列车通信网络的数据传输；