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基于MVB總線的機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)中央控制單元軟件設(shè)計(jì)

基于MVB總線的機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)中央控制單元軟件設(shè)計(jì)

　

6

　　　　內(nèi)燃機(jī)車(chē)

(1)車(chē)輛總線MVB通訊的監(jiān)測(cè)與管理;

(2)與其它設(shè)備進(jìn)行MVB通訊及I/O采集;(3)狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)的采集處理及記錄;(4)牽引、制動(dòng)特性控制;(5)輔助功能:欠壓保護(hù)、主變壓器油溫保護(hù)、

2005年

靜寂與冗余;④主權(quán)轉(zhuǎn)移。

對(duì)于應(yīng)用級(jí)功能,設(shè)計(jì)中創(chuàng)建了四個(gè)任務(wù),分別予以實(shí)現(xiàn):

①task2initial實(shí)現(xiàn)對(duì)MVBC芯片及鏈路層的初始化,同時(shí)對(duì)MVB應(yīng)用的通訊端口變量進(jìn)行初始化;

②task2com實(shí)現(xiàn)MVB通訊、I/O采集、故障診斷以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)輔助功能;

③task2curve實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)牽引制動(dòng)控制特性曲線功能;

④task2record實(shí)現(xiàn)在MVB通訊進(jìn)行時(shí)對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)及在故障發(fā)生時(shí)對(duì)故障數(shù)據(jù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)的記錄。

Nucleus的任務(wù)調(diào)度是靠時(shí)間片與優(yōu)先級(jí)來(lái)協(xié)調(diào)的。在任務(wù)創(chuàng)建時(shí),為每個(gè)任務(wù)申請(qǐng)時(shí)間片與設(shè)定優(yōu)先級(jí),。同等情況。當(dāng),繼續(xù)從保。

由于task2initial實(shí)現(xiàn)的鏈路層及MVBC的初始化操作是其它三個(gè)任務(wù)執(zhí)行的前提條件,因此設(shè)計(jì)中首先將task2initial的優(yōu)先級(jí)設(shè)定高于其它三個(gè)任務(wù),保證其優(yōu)先執(zhí)行。同時(shí)應(yīng)用NucleusPlus提供的事件組模塊機(jī)制,設(shè)定標(biāo)志位,即只有當(dāng)系統(tǒng)鏈路層及MVBC的初始化成功的前提下,標(biāo)志位置位,系統(tǒng)可以執(zhí)行其它的任務(wù),否則系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行鏈路層及MVBC的初始化并在一定情況下報(bào)錯(cuò)。

程序總體執(zhí)行流程如圖2所示。

板級(jí)初始化不成功

成功

鏈路層初始化

task2initial

MVBC初始化

成功

task2curve

task2record

自動(dòng)過(guò)分相控制及輪徑補(bǔ)償計(jì)算。2.3　CCU設(shè)計(jì)介紹

CCU采用以ARM7為內(nèi)核的32位嵌入式計(jì)算機(jī),操作系統(tǒng)采用嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)NU2CLEUS,并將MVB協(xié)議控制器芯片成功地嵌入在計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)中,形成了完整的嵌入式CPU系統(tǒng)。處理器型號(hào)為NET+ARM50,該芯片采用32位ARM7TDMIRSIC中心處理模塊;可運(yùn)行在5種監(jiān)控模式和1種用戶模式下;支持16種工作頻率;集中式的10/100Ethernet;P1284/ENI接口;2個(gè)串口(UART、HDLC、SPI);10通道DMA控制器;支持8、16、32位外部總線設(shè)備;支持SRAM、FD/EDODRAM、SDRAM、FLASH、EEPROM。

3　基于Nucleus的機(jī)車(chē)控制軟件設(shè)計(jì)

3.1　NucleusPlus簡(jiǎn)介

NucleusPlus95的代碼是用ANSIC寫(xiě)成的,類(lèi)型的處理器,如x86、ColdFire、ARM6/7、PowerPC、TIDSP、NECV25、PanasonicMN10200等。從實(shí)現(xiàn)角度來(lái)看,NucleusPLUS是一組C函數(shù)庫(kù),應(yīng)用程序代碼與核心函數(shù)庫(kù)連接在一起,生成一個(gè)目標(biāo)代碼,下載到目標(biāo)板的RAM中或直接燒錄到目標(biāo)板的ROM中。

NucleusPLUS采用了軟件組件的方法。每個(gè)組件具有單一而明確的目的,通常由幾個(gè)C語(yǔ)言及匯編語(yǔ)言模塊構(gòu)成,提供清晰的外部接口,非常易于替換和復(fù)用。在軟件中應(yīng)用了NucleusPlus的多種組件,包括任務(wù)控制、內(nèi)存管理、任務(wù)間通訊、任務(wù)的同步與互斥、中斷管理、定時(shí)器等,來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)功能。3.2　程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了使系統(tǒng)架構(gòu)明確、結(jié)構(gòu)清晰,將功能的實(shí)現(xiàn)分為板級(jí)與應(yīng)用級(jí)兩部分。

板級(jí)功能模塊按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)MVB通訊的監(jiān)測(cè)與管理功能。主要包括以下幾個(gè)方面:①激活總線上的通訊活動(dòng);②監(jiān)測(cè)正確幀與誤幀;③監(jiān)測(cè)

不成功

task2mvb

圖2軟件執(zhí)行流程圖

在應(yīng)用級(jí)任務(wù)執(zhí)行的同時(shí),板級(jí)功能模塊的各項(xiàng)任務(wù)在實(shí)時(shí)執(zhí)行。3.3　系統(tǒng)調(diào)試

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