多功能列车通讯总线MVB简介ppt课件.ppt

多功能列车总线MultifunctionVehicleBusIEC61375 列车通信网络 TCN 拓扑 两级拓扑 1 列车总线 WTB ETB 2 车辆总线 MVB CANopen ECN TCN分层结构 对应两类通信数据 1 过程数据 短小 周期性 实时性要求高 2 消息 较长 突发性 实时性要求不高 TCN通信介质分配 总线为半双工通信方式 通信时间划分为基本周期 过程数据通信方式 1 分布式数据库 2 发行者 总线 用户 3 源址广播 3 端口 MVB物理层 1 ESD 双绞线或者背板总线 有或者没有隔离 20M 2 EMD 屏蔽双绞线 变压器隔离 200M 3 OGF 光纤 2000M 4 通信速率均为1 5Mbps 5 不同介质的通信段通过中继器 Repeater 互连 MVB拓扑结构 ESD 电短距离 terminator biasing 5V GND Ru 390 Rm 150 Rd 390 terminator biasing segmentlength device1 deviceN device2 n 1 RxS TxS RxS TxS RxS TxS equipotentialline Data N Data P Bus GND Ru 390 Rm 150 Rd 390 5V 特点 采用标准RS485 每段32个设备 每段距离 20m 采用隔离方式可延长距离 菊花链拓扑 OGF 光纤 特点 每段 2000m 点对点拓扑 采用星耦器 EMD 电中距离 特点 1 采用隔离变压器 2 每段32个设备 每段距离 200m 3 特性阻抗120欧 屏蔽双绞线缆互连 4 2个DB9连接器 一入一出 构成菊花链拓扑 EMD双线冗余 1 B1 Data P B1 Data N B2 Data P B2 Data N transceiverA B2 transceiverB Connector 2 A Data P A Data N B Data P B Data N Bus Controller device Line B Line A A1 Data P A1 Data N 1 B1 A1 Connector 1 Line B Line A A1 Data P A1 Data N 1 A2 1 两对线 wire 在同一股电缆 cable 中 2 可应对单一故障 线路断裂 PIN脚接触故障 收发器故障 无法应对线缆故障以及连接器未插好 EMD线缆屏蔽措施 1 设备端屏蔽需要接大地 2 在不存在高压差的情况下 线缆屏蔽需要保持连贯 3 在高压差场合 屏蔽可以不连贯 但需要注意EMC防护措施 EMD桩线要求 注意 Stub小于10cm EMD连接器和端接 4 5 2 1 3 7 6 9 8 端接连接器 EMD设备电气参数要求 1 插入损耗 0 15dB 测试步骤 STEP1 不接设备 调节信号发生器幅度 使得接收端测量值为4VppSTEP2 接上设备 记录设备上电和断电时接收端的信号幅值 2 端接电阻 120欧 2 相位角 0 087 EMD信号波形定义 1 高电平 Data P Data N为正 TxS和Rxs为高 2 低电平 Data P Data N为负 TxS和Rxs为低 EMD设备发送信号波形1 EMD设备发送信号波形2 EMD设备发送信号波形测试 1 轻载 2 重载 3 空载 4 短路 短路不能引起设备损坏 电流 1A EMD设备发送帧尾波形 EMD接收信号波形 1 高电平 Up Un大于 0 2V 2 低电平 Up Un小于 0 2V 3 滞回电压 50mV 0 25V之间 4 高电磁干扰场合 幅度可适当放宽 MVB设备分类 1 CLASS0 星耦器 中继器 2 CLASS1 设备状态 过程数据 3 CLASS2 设备状态 过程数据 消息数据 4 CLASS3 设备状态 过程数据 消息数据 用户可编程 5 CLASS4 设备状态 过程数据 消息数据 总线管理 用户可编程 可选 6 CLASS5 设备状态 过程数据 消息数据 总线管理 TCN网关 MVB编码方式 1 异步通信 2 曼切斯特 Manchester 编码 0 1 NL NH 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 data clock frame signal 9 bitStartDelimiter framedata 8 bitcheck sequence 1 2 3 4 5 6 7 8 0 end delimiter MVB有效帧 1 帧起始间隔符 2 数据 校验码 3 帧结束间隔符 MVB帧启始间隔符 0 8 1 2 3 4 5 6 7 activestate idlestate activestate idlestate 0 MasterFrameDelimiter StartBit NH NL 0 NH NL 0 0 0 SlaveFrameDelimiter StartBit 1 1 1 NL NH 1 NL NH 8 1 2 3 4 5 6 7 startbit startbit MVB帧结束间隔符 1 EMD NL NH 2 ESD OGF NL MVB帧格式 F address 9bits 4 12 8 9 16bits 从帧 8 CS 9 32bits 8 9 64bits 8 主帧 MSD 16 33 16 33 32 49 64 81 MSD MasterStartDelimiter 9bits CS CheckSequence 8bits SSD SlaveStartDelimiter 9 bits F F code 4bits data CS SSD data SSD CS data SSD CS 9 64bits 8 data SSD CS 128 153 9 64bits 8 data SSD CS 256 297 64bits data 8 CS data 8 CS 64bits data 8 CS 64bits data 8 CS 64bits MVB校验码计算 步骤 1 CRC校验 G x x7 x6 x5 x2 1 2 偶校验 3 取反 主帧功能码F CODE F code 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 address logical alldevices device device device device group device device request Process Data reserved reserved reserved Master Transfer General Event reserved reserved Message Data Group Event Single Event Device Status source single device subscribed as source Master 1devices singledevice 1devices singledevice singledevice size 16 32 64 128 256 16 16 256 16 16 16 response Process Data application dependent Master Transfer Event Identifier Message Data Event Identifier Event Identifier Device Status destination all devices subscribed as sink Master Master selecteddevice Master Master Master ormonitor MasterFrame SlaveFrame MVB收发器冗余功能 1 发送 同时向两个收发器发送相同的数据 发送延时 0 1uS 由线路引起的延时 8uS 2 接收 分为信任线和观察线 同时接收两条线的数据 只使用信任线的数据 满足特定条件 出现问题 时切换两条线 MVB报文时序 MVB线路传播延时 masterframe master time distance nextmasterframe t sm t ms 42 7 s slaveframe t s distances t source max repeaterdelay repeaterdelay repeaterdelay t ms remotestdatasource propagationdelay 6 s km repeater repeater T reply 2x 6 0 xL T repeat maxxNrep T source max MVB帧间隔 1 发送间隔 2 接收间隔 MVB介质分配 1 基本周期 T bp 1 2 5ms 2 T spo 长度不固定 最短需保证一帧最长报文通信时间 最长等于T bp 默认为350uS 2 周期相 过程数据 3 监视相 设备扫描 主权转移 4 事件相 消息数据 5 守护相 两个基本周期之间的缓冲 MVB周期