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我国动车组的列车控制网络普遍采用符合国际标准IEC61375-1的TCN构架。WTB通信板作为列车网关的重要设备,具有在列车总线间传输数据,和在网络层面自动编组的功能。目前国内对WTB通信板的研究较少,其在TCN网关中的模块化应用更加匮乏。国内动车组上装备的WTB产品大多由国外厂商提供并掌握核心技术。因此,研究并开发一款适用于TCN网关的WTB通信板具有现实意义。本文在分析列车级总线应用和国内外WTB相关网络设备(网关)发展的基础上,提出了一种基于WTB通信板设计方案。该板卡应用于具有CPCI背板总线的网关设备中,网关CPU通过背板总线与WTB通信板进行通信。WTB通信板采用FPGA+CPCI构架：FPGA实现WTB节点控制器的核心功能,内部嵌入Nios Ⅱ软核处理器实现WTB初运行和常规运行功能；采用PCI桥接芯片转换背板总线通信协议,使通信板具有CPCI通信功能。于网关CPU的VxWorks操作系统上开发的实时协议服务软件,可以向上层应用提供有效的WTB链路层访问接口。依照WTB网络层参考模型,本文首先介绍了介质附件单元(MAU)的设计方案。为了确保通信板的信号质量,针对发送器信号的过冲现象进行优化。然后就链路层主要功能进行分析,详细介绍了曼彻斯特编解码模块和冗余控制模块的实现方案。考虑到初运行报文定时较为严格,接下来本文分析对比Nios Ⅱ片上系统和VxWorks操作系统中的定时机制,为初运行软件选择适用的运行平台,保证了初运行报文的精确定时。最后,在实验室环境下,搭建一套以标准网关作为参考设备的测试平台,分别测试了WTB通信板的发送器信号质量、通信板带载能力和CPCI通信功能。通过多节点组网测试,验证了WTB初运行编组和RTP服务软件功能,测试结果符合IEC61375-1标准的要求。