随着数字技术和计算机技术的发展,除在工业领域广泛实现数字化和智能化控制,在列车、汽车等交通运输工具和工程车辆上,对实现计算机数字通信和控制的要求也日益增长。而嵌入式微机控制系统和现场总线技术的发展,使现代移动车辆的过程控制已从集中型的直接控制系统发展成为基于网络的分布式数字控制系统。移动车辆的实时控制中对数据传输的可靠性有较高要求,采用总线通信,可以大大减少导线线束的数量,提高系统的可靠性,同时,可实现具有智能诊断能力的分布式全数字控制。 作为IEC61375-1(1999)TCN(列车通信网络国际标准)的推荐方案,用于分命式控制的MVB(多功能车辆总线)是一种高稳健性的实时现场总线,它与WTB(绞线式列车总线)构成的列车通信网络(TCN)具有实时性强、可靠性高的特点。MVB总线标准已成为列车车辆现代化实时通信总线国际标准。MVB主要用于有互操作性和互换性要求的互联设备之间的串行数据通信总线,除了用于车辆通信,也可用作工业控制和其它实时控制的现场总线。 本论文首先简要介绍了TCN网络,然后以MVB总线为研究对象,详细讨论了MVB总线功能,从理论上列其进行了分析,通过与IEEE802.3和以太网中广泛使用的CSMA/CD数据链路控制方式进行的对比分析,表明MVB传送过程数据时在吞吐率、时延等方面均具有优势。虽然在传送消息数据时,CSMA/CD优势较明显,但考虑到其MAC最短帧长的限制和阻塞信号造成的信道浪费,以及所选用的退避算法不能保证通信的可靠性和及时性,MVB更适合应用于实时性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统中。 本文提出了基于“单片机+CPLD”体系结构的集成化设计方案。该方案的核心部分包含一个用于链路层和网络层的微控制器,一个用于执行物理层编码/解码的PLD和总线驱动器,以实现从节点通信。设计重点放在CPLD的功能实现上,给出了其详细的逻:辑电路实现模块和部分程序,并对该模块今后的扩展工作也做了简要的讨论。