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随着铁路机车车辆、轻轨车及地铁车辆技术的发展,通过车载通信网络技术可以实现牵引、制动、照明、空调等的控制和监视以及故障诊断信息、维护信息的提示,还可以实现车载旅客动态信息管理(旅行信息和座位预留信息)。TCN(Train Communication Network)对推动铁路技术进步具有重要意义,它是专用于铁路的列车通信网络标准IEC61375-1,该标准定义TCN结构为两层总线,即由上层的列车总线(WTB)和下层的车辆总线(MVB)组成。然而,我国对列车通信网络的基础研究和开发应用都相对较晚,目前处于初级阶段,TCN的核心技术由国外几个公司垄断,但是他们只愿提供产品而不转让关键技术。要使国内的列车网络及控制技术得到很快的发展,就需要深入了解网络底层协议,从底层掌握核心技术,掌握核心专用芯片、核心板卡等设计制作技术。MVB总线管理器是列车通信网络中非常重要的设备,它控制着MVB总线的数据传输,其性能直接影响MVB网络数据的传输。论文通过深入学习列车通信网络标准IEC61375-1和对MVB总线管理器常见的几种设计方案进行对比,分析其各自的优缺点,最后确立了MVB总线管理器FPGA+SOPC的设计方案并对其进行了设计和相关仿真。论文主要研究内容如下:(1)TCN协议的研究与分析。深入学习和研究了列车通信网络协议IEC61375-1,以MVB总线管理器的功能为研究对象,对MVB总线的关键技术进行了深入的研究。(2)MVB总线管理器的总体方案研究。通过对MVB总线管理器的功能需求及设计要求的分析和对其常见几种设计方案的剖析,对FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、SOPC(System on a Programmable Chip,片上可编程系统)技术的掌握,利用嵌入式系统的设计理论,采用FPGA+SOPC的设计方案来设计和实现MVB总线管理器。(3)MVB总线管理器的设计与实现。对MVB总线管理器的功能模块进行了划分,在熟悉Quartus II软件及硬件描述语言Verilog HDL的基础上,设计了MVB总线管理器的各个模块。(4)MVB总线管理器功能模块的仿真测试。利用仿真工具Modelsim对MVB总线管理器的相关功能模块进行了仿真,仿真结果和协议的规定保持一致,从而证明设计满足要求。(5)MVB总线通信的容错性分析。通过分析可知MVB通信的可靠性取决于其数据差错控制能力。