[发明专利]一种基于HomePlug的列车数字广播控制器

摘要

本发明属于嵌入式计算机技术领域，涉及一种基于HomePlug的列车数字广播控制器。该列车数字广播控制器包括主控制模块和通信模块。主控制模块由主控芯片及其外围电路组成，主控制模块负责列车数字广播系统的初始化、时钟同步、故障监测与管理、音视频流的控制与处理和MVB网络高层协议的运行。通信模块由USB子模块、HomePlug电力线载波网络子模块、以太网子模块、RS232子模块和MVB子模块组成。通信模块为网络通信和列车数字广播系统日志记录、程序更新和列车数字广播控制器调试提供数据访问入口。各功能模块协调工作，构成了完整的列车数字广播控制器。本发明可在轨道交通系统的动车、城市地铁、轻轨等领域中应用。

主权项

1.一种基于HomePlug的列车数字广播控制器，其特征在于，所述的基于HomePlug的列车数字广播控制器包括主控制模块和通信模块；所述的主控制模块主要由主控芯片及其外围电路组成，负责列车数字广播控制器的初始化、列车数字广播系统时钟同步、列车数字广播系统内各设备的故障监测与管理、音视频流的控制与处理和MVB网络高层协议的运行；主控芯片是SoC类FPGA芯片，其包含PS单元和PL单元；PS单元包含双ARM Cortex‑A9内核、复位管理单元、时钟管理单元、动态内存控制接口、静态内存控制接口、SD/SDIO接口、千兆以太网MAC接口、USB2.0PHY接口和UART接口；PL单元包括扩展千兆以太网MAC接口、扩展UART接口、扩展IIC接口和GPIO；PS单元和PL单元通过功能接口和配置接口连接，PS单元负责音视频信号流的控制以及列车各通信设备的状态监测，PL单元负责音频信号的处理、转发及MVB网络高层协议的运行；外围电路包括复位芯片、时钟芯片、DDR3芯片、Quad‑SPI Flash芯片、iNAND芯片、实时时钟芯片、CPLD芯片和电源芯片；其中，复位芯片连接到主控芯片的复位管理单元给主控制模块提供可靠的复位信号；时钟芯片连接到主控芯片的时钟管理单元给主控制模块提供准确的时钟信号；DDR3内存芯片和主控芯片的动态内存控制接口相连，用于运行操作系统和应用程序；Quad‑SPI Flash芯片和主控芯片的静态内存控制接口相连，用于存放Bootloader、Linux内核、文件系统和FPGA配置文件；iNAND芯片和主控芯片的SD/SDIO接口相连，用于存储应用程序以及音频文件；实时时钟芯片通过PL单元的扩展IIC接口给主控制模块提供日历信息；CPLD芯片与主控芯片的GPIO相连，用于确保FPGA中算法的安全性；电源芯片把输入电压转换成主控芯片所需电压给主控芯片供电；所述的通信模块主要由USB子模块、HomePlug电力线载波网络子模块、以太网子模块、RS232子模块和MVB子模块组成；其中，USB子模块通过USB2.0 PHY芯片的ULPI与主控芯片的USB2.0 PHY接口相连，USB子模块为列车数字广播系统的运行日志信息存储、程序更新和为列车数字广播控制器参数设置提供访问接口；HomePlug电力线载波网络子模块通过HomePlug电力线载波网络收发器的片上以太网部分与主控芯片的千兆以太网MAC接口相连，HomePlug电力线载波网络子模块负责为车厢之间通信设备提供介质访问机制和连接管理服务；以太网子模块通过以太网PHY芯片与主控芯片的扩展千兆以太网MAC接口相连，以太网子模块用来与司机室机箱内的交换机通信；RS232子模块包括两路RS232，一路引到面板调试接口用来设备调试，另一路引到RS232背板连接器，通过背板RS232总线与I/O板卡连接，再通过I/O板卡透传给RADIO，用来传输控制命令；MVB子模块包括两路MVB总线，一路用来与司机室机箱内的I/O板卡通信，传输控制信号，另一路负责与TCMS通信，传输控制和监测信号。