自从80年代开始,大量的电子设备在列车中投入使用,伴随而来的是大量来自传感器和执行机构所产生的信号需要进行传递。现代列车上装备的电子设备更是日益增多,牵引控制、车门控制、空调系统、导航系统、旅客信息服务甚至于电视及因特网的接入,这就对列车通信提出了新的要求。 作为IEC61375.1 TCN(列车通信网络国际标准)的推荐方案,用于分布式控制的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus简称MVB)是一种高稳定性的实时现场总线,它与绞线式列车总线(Wire Train Bus简称WTB)构成的列车通信网络(Train Communication Network简称TCN)具有实时性强、可靠性高的特点。MVB总线标准己成为列车车辆现代化实时通信总线国际标准。MVB主要用于有互操作性和互换性要求的互联设备之间的串行数据通信总线,除了用于车辆通信,也可用作工业控制和其它实时控制的现场总线。 本论文首先简要介绍了TCN网络,包括其网络结构、实时协议、数据传输及组态。然后以MVB总线为研究对象,详细讨论了MVB总线功能、物理介质、设备类型、总线结构及相关接口,并从理论上对其进行了分析,MVB更适合应用于实时性和安全性要求非常高的列车通信网控制系统中。 本文给出了两种实现MVB控制器的方案,并基于实验室环境提出了“单片机+CPLD”体系结构的集成化设计方案。该方案的核心部分包含一个用于实现与应用系统进行数据交换的微控制器,一个用于实现数据的编码、检错和收发控制的复杂可编程逻辑器件(CPLD)和总线驱动器,以实现从节点通信。设计重点放在CPLD的功能模块实现上,给出了详细的逻辑电路模块结构和部分程序,并对该模块进一步的扩展工作也做了简要讨论。