基于SAMA5D35的機(jī)車CCU主板設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為鐵路運(yùn)輸設(shè)備的“大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，肩負(fù)著整車關(guān)鍵設(shè)備的接口信息和管理信息，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)列車進(jìn)行控制、協(xié)調(diào)、狀態(tài)監(jiān)測和診斷，以確保列車安全有效的運(yùn)行，是軌道交通裝備的關(guān)鍵核心技術(shù)。近年來雖然我國在基于全列車車輛控制系統(tǒng)與車載網(wǎng)絡(luò)的研究工作取得了一定的進(jìn)展，但是由于起步晚、技術(shù)復(fù)雜性以及長期被國外公司所壟斷等諸多因素，相比于國外我國列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平還是很落后，嚴(yán)重影響我國深層次的推進(jìn)整車關(guān)鍵核心部件國產(chǎn)化和自主化。為此

2、鐵道部組織開展了引進(jìn)、消化吸收國外先進(jìn)列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的工作。
　　為適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)鐵路行業(yè)發(fā)展的新趨勢，本文從國內(nèi)外機(jī)車車輛控制與車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了具備可擴(kuò)展性和一定通用性的CCU主板。論文首先介紹了SS3B重聯(lián)型機(jī)車、CRH5動(dòng)車組和成都地鐵一號(hào)線的列車控制與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體架構(gòu)及各模塊間的網(wǎng)絡(luò)通信方式，通過對(duì)其CCU單元結(jié)構(gòu)與功能的分析，完成本文所設(shè)計(jì)CCU主板的需求分析，設(shè)計(jì)了能適用于幾種車型的CCU主板。

3、為了提高主板的通用性和可擴(kuò)展能力，主板采用了核心板+底板的組成形式，核心板上擴(kuò)展有豐富的外圍接口，方便用戶以此核心板為平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)車載設(shè)備產(chǎn)品開發(fā)。系統(tǒng)微處理器選擇ATMEL公司最新推出的主頻為536MHz的SAMA5D3系列微控制器，能夠滿足當(dāng)前車載設(shè)備產(chǎn)品的應(yīng)用需求，并且高性能微處理器的選擇一定程度上提高了系統(tǒng)高速處理能力;接著深入講解了整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以及硬件電路的具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);此外為主板移植了Linux操作系統(tǒng)，

4、方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)和上層軟件移植;最后完成對(duì)CCU主板的硬件電路與各模塊功能的測試。
　　本CCU主板所采用的2路CAN、RS485和RS232多種總線通訊方式，使其能適用于多種車型，此外系統(tǒng)所采用的核心板+底板的結(jié)構(gòu)形式一定程度上提高了系統(tǒng)的通用性。系統(tǒng)核心板的設(shè)計(jì)為車載高端嵌入式設(shè)備提供開發(fā)平臺(tái)，為此核心板上擴(kuò)展有車載設(shè)備產(chǎn)品常用接口，以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性能力。通過對(duì)CCU主板各模塊功能的測試結(jié)果表明，系統(tǒng)各功能模塊均能夠正