基于FPGA的MVBC研究與設計.pdf

1、列車通信網絡技術作為現(xiàn)代列車技術的重要組成部分，是列車高速化、自動化發(fā)展的產物，在國內外得到了廣泛的應用。符合國際標準的列車通信網絡設備具有著極其廣闊的應用前景，我國也一直致力于列車通信網絡設備的研究和開發(fā)，但一些關鍵的設備還未成熟，需要依賴國外進口，MVB控制器(MVBC)作為負責通信鏈路層的處理器或集成電路就是未被掌握的關鍵設備之一。長期進口國外的MVBC不僅花費巨大，而且不利于我國列車通信技術的發(fā)展。本文就是在這種背景下嘗試對MV

2、BC進行研究和設計。
　　 本文首先對MVB的通信原理進行深入研究，主要對MVB的數(shù)據鏈路機制進行研究，為設計MVBC提供理論基礎。
　　 然后，對現(xiàn)行市場上兩種主要的技術成熟的MVBC產品(國外設計的，一種基于ASIC，一種基于FPGA)的結構、特點、功能及應用方法進行了分析和比較，并在此基礎選擇了自己的實現(xiàn)方案，即基于FPGA實現(xiàn)MVBC。但是由于MVBC芯片的結構極其復雜，采用傳統(tǒng)的FPGA設計方法以純硬件邏輯的形

3、式來實現(xiàn)不僅需要非常專業(yè)的硬件邏輯設計知識和經驗，而且還需要大量的時間。因此，本文提出了以軟硬件結合設計的思想來取代純硬件邏輯設計，利用結合了FPGA和SOC的優(yōu)點的SOPC技術來實現(xiàn)MVBC，通過搭建片上嵌入式處理器系統(tǒng)將復雜的硬件邏輯功能利用軟件來實現(xiàn)，這樣不僅減低了設計難度，而且節(jié)約了設計時間。另外，采用這種方法還能為MVB的網絡層至應用層的實現(xiàn)提供硬件平臺，使MVBC能非常方便地應用。隨后針對類型不同的MVB設備從總體架構上設計