[发明专利]一种ECN板卡

说明书

本发明公开了一种基于PC104总线规范的具有实时通讯及硬件层面安全保护功能的ECN板卡模块ECN‑PC104，用于构成以太列车组成网(ECN)，实现网络中各个控制节点之间的通信，该模块为三端口PC/104列车以太网模块，其中两端口冗余，第三端口用于监控，产品用于列车以太网实时数据传输。相比于传统ECN模块，本发明ECN‑PC104模块，支持TRDP协议，具有严格的消息调度周期，支持ECN车载网络安全通信。可应用于高铁、地铁及火车等列车控制领域及相关配套领域，为各系统、模块提供精确、安全、可靠的网络通信功能。

技术领域

本发明涉及实时网络通讯技术领域，具体涉及一种ECN板卡。

背景技术

在轨道交通领域，IEC61375-3-4-2014中规定了列车通信网络(TraincommunicationnetworkTCN)中以太网通讯网络(EthernetConsistNetwork ECN)的标准。此标准制定的主要原因是目前列车通讯的数据量剧增，而传统列车总线无法满足大数据量传输，所以采用以太网通讯，其高带宽可以满足大量数据传输要求。比如车载广播系统、视频系统、下载固件程序等。国内高铁/地铁目前正在进行ECN的验证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ECN板卡，其相比于传统ECN模块，本发明ECN-PC104模块，支持TRDP协议，具有严格的消息调度周期，支持ECN车载网络安全通信，可应用于高铁、地铁及火车等列车控制领域及相关配套领域，为各系统、模块提供精确、安全、可靠的网络通信功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种ECN板卡，包括与外部设备通信的网络接口模块，通过MAC接口、与所述网络接口模块通信的网络安全模块，与所述网络安全模块通信的实时处理模块，与所述实时处理模块通信的数据处理模块，与所述数据处理模块通信的存储模块，与所述数据处理模块通信的PC104总线接口模块；

所述网络接口模块，用于将从所述外部设备接收的以太网物理信号转换为对应的网络电平信号，并通过所述MAC接口将所述对应的网络电平信号发送至网络安全模块，所述网络安全模块将安全数据传输到实时处理模块，所述实时处理模块将安全数据实时分发至另外两路实时处理模块及所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于接收与所述网络电平信号对应的MAC数据包，并调用TRDP协议栈、将所述MAC数据包解析为TRDP帧，将所述TRDP帧解析为上位机能识别的数据，并将所述数据通过PC-104总线发送至上位机；或，从所述上位机接收数据，将所述数据打包为TRDP帧，将所述TRDP帧组合为所述MAC数据包，并通过所述实时处理模块发送到网络安全模块，所述网络安全模块验证数据安全性后将数据发送到MAC接口发送所述MAC数据包；

所述存储模块，用于存储所述TRDP协议栈。

优选地，所述数据处理模块，包括数据交换单元、与所述数据交换单元通信的核心处理单元、与所述核心处理单元通信的缓存单元；

所述数据交换单元，用于实现网络数据交换功能；

所述缓存单元，用于在所述核心处理单元的控制下对所述TRDP帧帧进行缓存；

所述核心处理单元，用于接收与所述网络电平信号对应的MAC数据包，并调用所述TRDP协议栈、将所述MAC数据包解析为TRDP帧，将所述TRDP帧解析为上位机能识别的数据，并将所述数据发送至所述上位机；或，从所述上位机接收数据，将所述数据打包为所述TRDP帧，将所述TRDP帧组合为所述MAC数据包，并通过所述MAC接口发送所述MAC数据包。

优选地，所述核心处理单元，包括通过PC-104接口与PC-104总线相连的可编程控制逻辑和通过内部高速总线与所述可编程控制逻辑通信的处理器，所述PC-104总线与所述上位机相连；