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国际电工技术委员会IEC于1999年通过了一项列车网络通信标准TCN(TrainCommunication Network),它为铁路机车车辆内部和编组的车辆之间进行牵引控制、诊断以及旅客信息等数据通信提供了标准平台。绞线式列车总线WTB(WireTrain Bus)是TCN为实现列车级的数据通信而定义的总线标准,WTB充分考虑了列车编组动态改变的情况,能够适应在日常运营中列车编组经常变化的要求。国际上TCN的研究与应用已经较为普及,且已有较为成熟的TCN网络相关产品和设备,而国内一些铁路相关院校和科研院所也先后开展了自我开发、联合开发和技术引进工作,但是TCN网络底层接口的关键技术或芯片依赖进口,并没有掌握底层核心技术。本课题以“铁道部科技研究开发计划—TCN底层协议及关键技术研究”为背景展开,深入分析了列车总线WTB底层协议以及关键的技术细节,并在明确WTB通信机制的基础上,自定制WTB收发器IP(Intellectual Property)模块,设计采用自顶向下(TOP-DOWN)的设计思想,采用Verilog HDL语言和原理图输入结合的方法,将IP)模块划分为几个可实现的底层模块,并仿真验证了代码设计的正确性。采用片上可编程SOPC(System On a Programmable Chip)技术,将自定制WTB收发器IP)模块和32位的NiosⅡ软件处理器等集成为一个系统,编译下载至硬件开发平台的FPGA中,初步实现了底层协议功能完备的WTB节点。经应用验证,该节点作为从节点,可实现与标准网关的初运行。本课题的创新之处在于将SOPC这一新技术引入列车通信网络中,将处理器、外设、存储器等集成到CycloneⅡEP2C8 FPGA中,系统的扩展和升级更加容易。本课题为推动列车通信网络在国内的应用与自主产品设计打下了一定的基础。