MVBC的幀收發(fā)器設計

作者：時(shí)間：2013-02-17 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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1、前言

隨著(zhù)嵌入式微機控制技術(shù)和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，現代列車(chē)的過(guò)程控制已從集中型的直接數字控制系統發(fā)展成為基于網(wǎng)絡(luò )的分布式控制系統?；诜植际娇刂频腗VB(多功能車(chē)輛總線(xiàn))是IEC61375-1(1999)TCN(列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )國際標準)的推薦方案，它與WTB(絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn))構成的列車(chē)通訊總線(xiàn)具有實(shí)時(shí)性強、可靠性高的特點(diǎn)。列車(chē)車(chē)輛的現代化的發(fā)展趨勢與可靠性、安全性、通訊實(shí)時(shí)性的要求使MVB逐漸成為下一代車(chē)輛的通訊總線(xiàn)標準。

MVB 是主要用于有互操作性和互換性要求的互聯(lián)設備之間的串行數據通訊總線(xiàn)，除用于車(chē)輛通訊，也可用作其它現場(chǎng)總線(xiàn)。

MVB與MVBC密不可分，MVBC(多功能車(chē)輛總線(xiàn)控制器)是MVB總線(xiàn)上的新一代核心處理器，它獨立于物理層和功能設備，為在總線(xiàn)上的各個(gè)設備提供通訊接口和通訊服務(wù)。MVBC與上一代MVB通信控制器BAP15-2/3在性能上有了很大的提高，是目前MVB總線(xiàn)上最先進(jìn)的通信控制器。

MVB總線(xiàn)通過(guò)總線(xiàn)適配器與MVBC相連，根據IEC-61375，MVB總線(xiàn)上采用曼徹斯特碼，并每64位幀數據后加以8位CRC校驗碼。MVB的幀分為主幀和從幀，分別由幀頭、數據、校驗碼以及幀尾構成，不同幀的類(lèi)型通過(guò)幀頭來(lái)判別。

MVB與MVBC之間數據通信在MVBC中由幀收發(fā)器來(lái)完成，包括幀的發(fā)送接收控制、曼徹斯特編解碼以及CRC校驗碼的產(chǎn)生與數據校驗。幀收發(fā)器在MVBC中起著(zhù)數據鏈路層的底層數據處理的作用，是MVBC芯片的設計難點(diǎn)之一，該模塊的設計實(shí)現對于整個(gè)MVBC的開(kāi)發(fā)有著(zhù)重要的作用。

本文主要介紹位于MVBC總線(xiàn)物理層接口的幀收發(fā)器模塊的算法和實(shí)現方法。

2、 MVBC簡(jiǎn)介

MVBC可通過(guò)配置應用在IEC.TCN標準的Class1,2,3，4設備當中?？偩€(xiàn)連接可編程車(chē)載電子設備，也連接一些簡(jiǎn)單的傳感器及執行機構，最多可尋址4096個(gè)設備。

MVBC把來(lái)自于MVB總線(xiàn)的串行化信號轉換為并行的數據字節，也把需發(fā)送的字節交由串行化電路發(fā)送到傳輸介質(zhì)上。MVBC可根據配置實(shí)現總線(xiàn)主與總線(xiàn)從的功能，實(shí)現數據鏈路層以及一部分傳輸層的數據處理，并通過(guò)通訊存儲器來(lái)與上層軟件交互?？偩€(xiàn)控制器內部包含編碼/譯碼電路和控制通信存儲器所需的邏輯電路，用來(lái)控制幀的發(fā)送和接收(如沖突檢測、幀的前導比特處理、CRC校驗位的處理等)；對輸入幀譯碼并檢驗其有效性；把數據存放到相應的通信存儲器中。

3、幀收發(fā)器的設計

MVBC中的幀收發(fā)器主要負責幀的發(fā)送、接收，包括曼徹斯特碼的編碼、解碼，CRC(循環(huán)冗余檢測碼)的產(chǎn)生與校驗，不同類(lèi)型幀的構建與識別，以及碼錯的識別和沖突的檢測等。其中曼徹斯特編解碼以及CRC校驗為主要的算法。

3．1 曼徹斯特編碼、解碼器的設計

MVB總線(xiàn)上的串行數據采用曼徹斯特碼，曼徹斯特編碼中的每個(gè)數據位應用以下規范編碼：

a)一個(gè)“1”的編碼在位元的前半部分位“高”，后半部分為“低”；
b)一個(gè)“0”的編碼在位元的前半部分位“低”，后半部分為“高”；

如圖2-4所示：

如果曼徹斯特碼中出現整個(gè)位元的高電平(NH)或整個(gè)位元的低電平(NL)，則被認為非數據符，用于特殊場(chǎng)合，如：幀頭，幀尾標識。 linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）

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