[发明专利]一种铁路实时以太网TRDP网关

说明书

本发明公开了一种铁路实时以太网TRDP网关，包括：UART接口、主控制模块、以太网硬核协议栈模块和以太网总线接口；其中，主控制模块分别与以太网硬核协议栈模块、UART接口连接；以太网硬核协议栈模块与以太网总线接口连接；太网硬核协议栈模块用于根据TCP/IP协议，实现车载设备和列车通信网的数据传输。采用本发明实施例，通过硬件化TCP/IP协议栈芯片独立于MCU运作，优化了MCU的网络结构，满足铁路以太网对实时性的要求。

技术领域

本发明涉及车辆和铁路列车技术领域，尤其涉及一种铁路实时以太网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实现的，需要外设物理层以太网控制芯片，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。如果现有的系统是使用低端单片机，那么整个系统结构，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大量资源，导致内存成本增加，而且软件协议栈的实时性较差，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铁路实时以太网TRDP网关，通过硬件化TCP/IP协议栈芯片独立于MCU运作，优化了MCU的网络结构，满足铁路以太网对实时性的要求。

本发明实施例提供一种铁路实时以太网TRDP网关，包括：UART接口、主控制模块、以太网硬核协议栈模块和以太网总线接口；

其中，所述主控制模块分别与所述以太网硬核协议栈模块、UART接口连接；

所述以太网硬核协议栈模块与所述以太网总线接口连接；

所述以太网硬核协议栈模块用于根据TCP/IP协议，实现车载设备和列车通信网的数据传输。

进一步的，所述以太网硬核协议栈模块用于根据TCP/IP协议，实现车载设备和列车通信网的数据传输，具体为：

所述以太网硬核协议栈模块根据所述TCP/IP协议，将所述主控制模块发送过来的通信信号转换成IP数字信号，再通过所述以太网总线接口发送给所述列车通信网；其中，所述通信信号由所述车载设备发送，并由所述UART接口接收；

以及，所述以太网硬核协议栈模块根据所述TCP/IP协议，将所述以太网总线接口接收的IP数字信号转换成并行数据信号，再依次通过所述主控制模块、 UART接口发送给所述车载设备。

进一步的，所述以太网硬核协议栈模块是型号为W5300的芯片。