1、列车通信网络(TCN)拓扑两级拓扑:(1)列车总线:WTB,ETB(2)车辆总线:MVB,CAN open,ECNTCN分层结构对应两类通信数据:(1)过程数据:短小、周期性、实时性要求高(2)消息:较长、突发性、实时性要求不高TCN通信介质分配总线为半双工通信方式,通信时间划分为基本周期过程数据通信方式(1)分布式数据库(2)发行者、总线、用户(3)源址广播(3)端口MVB物理层(1)ESD:双绞线或者背板总线+有或者没有隔离,20M(2)EMD:屏蔽双绞线+变压器隔离,200M(3)OGF:光纤,2000M(4)通信速率均为1.5Mbps(5)不同介质的通信段通过中继器(Repeater)
2、互连MVB拓扑结构ESD(电短距离)terminator/biasing+5 VGNDRu(390)Rm(150)Rd(390)terminator/biasingsegment lengthdevice 1device Ndevice 2.n-1RxSTxSRxSTxSRxSTxS equipotential lineData_NData_PBus_GNDRu(390)Rm(150)Rd(390)+5 V特点:采用标准RS485,每段32个设备,每段距离20m,采用隔离方式可延长距离,菊花链拓扑OGF(光纤)特点:每段2000m,点对点拓扑,采用星耦器wired-or electrical
3、mediafibre pairdevicedevicedeviceRackopto-electrical transceiverStar Couplerto other device or star couplerto other device or star couplerdevicedevicedeviceESD segmentEMD(电中距离)特点:(1)采用隔离变压器(2)每段32个设备,每段距离200m(3)特性阻抗120欧、屏蔽双绞线缆互连(4)2个DB9连接器,一入一出,构成菊花链拓扑transceiverbus section 2devicebus section 1bus c
4、ontrollershieldtransformerEMD双线冗余1B1.Data_PB1.Data_NB2.Data_PB2.Data_Ntransceiver AB2transceiver BConnector_2A.Data_PA.Data_NB.Data_PB.Data_NBus_ControllerdeviceLine_BLine_AA1.Data_PA1.Data_N1B1A1Connector_1Line_BLine_AA1.Data_PA1.Data_N1A2(1)两对线(wire)在同一股电缆(cable)中(2)可应对单一故障:线路断裂、PIN脚接触故障、收发器故障。无法应
5、对线缆故障以及连接器未插好。EMD线缆屏蔽措施(1)设备端屏蔽需要接大地(2)在不存在高压差的情况下,线缆屏蔽需要保持连贯(3)在高压差场合,屏蔽可以不连贯,但需要注意EMC防护措施EMD桩线要求注意:Stub小于10cmEMD连接器和端接345Connector_1(female)21Line_B7698Line_AB1.Data_NB1.Data_PA1.Data_NA1.Data_PA.Term_PB.Term_NLine_BLine_AB.Term_PA.Term_NZt.Afemalecable345Connector_1(male)21Line_B7698maleLine_AB1.
6、Data_NB1.Data_PA1.Data_NA1.Data_Pshields contacts caseZt.B452137698端接连接器EMD设备电气参数要求(1)插入损耗:0.15dB测试步骤:STEP1:不接设备,调节信号发生器幅度,使得接收端测量值为4VppSTEP2:接上设备,记录设备上电和断电时接收端的信号幅值(2)端接电阻:120欧2%,相位角0.087EMD信号波形定义(1)高电平:Data_P Data_N为正,TxS和Rxs为高(2)低电平:Data_P Data_N为负,TxS和Rxs为低EMD设备发送信号波形1EMD设备发送信号波形2EMD设备发送信号波形测试(1
7、)轻载(2)重载(3)空载(4)短路:短路不能引起设备损坏,电流=1devices-single device=1devicessingle devicesingle devicesize163264128256-1616-256161616responseProcess_Data(application-dependent)Master_TransferEvent_IdentifierMessage_DataEvent_IdentifierEvent_IdentifierDevice_StatusdestinationalldevicessubscribedassinkMasterMaste
8、rselected deviceMasterMasterMaster or monitorMaster FrameSlave FrameMVB收发器冗余功能(1)发送:同时向两个收发器发送相同的数据,发送延时0.1uS。由线路引起的延时8uS(2)接收:分为信任线和观察线,同时接收两条线的数据,只使用信任线的数据,满足特定条件(出现问题)时切换两条线MVB报文时序MVB线路传播延时master framemastertimedistancenext master framet_smt_ms 42,7sslave framet_sdistancest_sourcemaxrepeaterdelay
9、repeater delayrepeaterdelayt_msremotest data sourcepropagation delay(6 s/km)repeaterrepeaterT_reply=2 x(6.0 x L+T_repeat_max x Nrep)+T_source_maxMVB帧间隔(1)发送间隔(2)接收间隔MVB介质分配(1)基本周期(T_bp):12.5ms(2)T_spo:长度不固定,最短需保证一帧最长报文通信时间,最长等于T_bp,默认为350uS(2)周期相:过程数据(3)监视相:设备扫描,主权转移(4)事件相:消息数据(5)守护相:两个基本周期之间的缓冲MVB周期相特征(1)主要用于过程数据通信(2)总线主根据预先规划的端口遍历表,控制端口数据的周期发送(3)端口数据发送的最大周期为1024个基本周期MVB主设备端口遍历表MVB设备状态(1)除CLASS0设备,其它都有16Bit设备状态寄存器(2)由总线主获取(F_CODE=15),用于设备监控(3)不同等级设备,寄存器字段定义有一定区别