多功能列車通訊總線MVB簡介

多功能列車總線MultifunctionVehicleBusIEC61375列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）拓撲兩級拓撲：

（1）列車總線：WTB，ETB

（2）車輛總線：MVB，CANopen，ECNTCN分層構(gòu)造相應(yīng)兩類通信數(shù)據(jù)：（1）過程數(shù)據(jù)：短小、周期性、實時性要求高（2）消息：較長、突發(fā)性、實時性要求不高TCN通信介質(zhì)分配總線為半雙工通信方式，通信時間劃分為基本周期過程數(shù)據(jù)通信方式（1）分布式數(shù)據(jù)庫（2）發(fā)行者、總線、顧客（3）源址廣播（3）端口MVB物理層（1）ESD：雙絞線或者背板總線+有或者沒有隔離，20M（2）EMD：屏蔽雙絞線+變壓器隔離，200M（3）OGF：光纖，2023M（4）通信速率均為1.5Mbps（5）不同介質(zhì)旳通信段經(jīng)過中繼器（Repeater）互連MVB拓撲構(gòu)造ESD（電短距離）terminator/biasing+5VGNDRu(390)Rm(150)Rd(390)terminator/biasingsegmentlengthdevice1deviceNdevice2..n-1RxSTxSRxSTxSRxSTxS???equipotentiallineData_NData_PBus_GNDRu(390)Rm(150)Rd(390)+5V特點：采用原則RS485，每段32個設(shè)備，每段距離<20m，采用隔離方式可延長距離，菊花鏈拓撲OGF（光纖）特點：每段<2023m，點對點拓撲，采用星耦器EMD（電中距離）特點：（1）采用隔離變壓器（2）每段32個設(shè)備，每段距離<200m（3）特征阻抗120歐、屏蔽雙絞線纜互連（4）2個DB9連接器，一入一出，構(gòu)成菊花鏈拓撲EMD雙線冗余1B1.Data_PB1.Data_NB2.Data_PB2.Data_NtransceiverAB2transceiverBConnector_2A.Data_PA.Data_NB.Data_PB.Data_NBus_ControllerdeviceLine_BLine_AA1.Data_PA1.Data_N1B1A1Connector_1Line_BLine_AA1.Data_PA1.Data_N1A2（1）兩對線（wire）在同一股電纜（cable）中（2）可應(yīng)對單一故障：線路斷裂、PIN腳接觸故障、收發(fā)器故障。無法應(yīng)對線纜故障以及連接器未插好。EMD線纜屏蔽措施（1）設(shè)備端屏蔽需要接大地（2）在不存在高壓差旳情況下，線纜屏蔽需要保持連貫（3）在高壓差場合，屏蔽能夠不連貫，但需要注意EMC防護措施EMD樁線要求注意：Stub不大于10cmEMD連接器和端接452137698端接連接器EMD設(shè)備電氣參數(shù)要求（1）插入損耗：<0.15dB測試環(huán)節(jié)：STEP1：不接設(shè)備，調(diào)整信號發(fā)生器幅度，使得接受端測量值為4VppSTEP2：接上設(shè)備，統(tǒng)計設(shè)備上電和斷電時接受端旳信號幅值（2）端接電阻：120歐±2%，相位角<0.087EMD信號波形定義（1）高電平：Data_P–Data_N為正，TxS和Rxs為高（2）低電平：Data_P–Data_N為負，TxS和Rxs為低EMD設(shè)備發(fā)送信號波形1EMD設(shè)備發(fā)送信號波形2EMD設(shè)備發(fā)送信號波形測試（1）輕載（2）重載（3）空載（4）短路:短路不能引起設(shè)備損壞，電流<1AEMD設(shè)備發(fā)送幀尾波形EMD接受信號波形（1）高電平：Up-Un不小于+0.2V（2）低電平：Up–Un不不小于-0.2V（3）滯回電壓：50mV~0.25V之間（4）高電磁干擾場合，幅度可合適放寬MVB設(shè)備分類（1）CLASS0：星耦器、中繼器（2）CLASS1：設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)（3）CLASS2：設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)（4）CLASS3：設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)、顧客可編程（5）CLASS4：設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)、總線管理、顧客可編程（可選）（6）CLASS5：設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)、總線管理、TCN網(wǎng)關(guān)MVB編碼方式（1）異步通信（2）曼切斯特（Manchester）編碼：“0”，“1”，“NL”，“NH”1101000101111101dataclockframesignal9-bitStartDelimiterframedata8-bitchecksequence123456780enddelimiterMVB有效幀（1）幀起始間隔符（2）數(shù)據(jù)+校驗碼（3）幀結(jié)束間隔符MVB幀啟始間隔符081234567activestateidlestateactivestateidlestate0MasterFrameDelimiter：{StartBit,"NH","NL","0","NH,"NL","0","0","0"}SlaveFrameDelimiter：{StartBit,"1","1","1","NL,"NH","1","NL","NH"}81234567startbitstartbitMVB幀結(jié)束間隔符（1）EMD：“NL”+“NH”（2）ESD，OGF：“NL”MVB幀格式Faddress9bits4128916bits從幀8CS932bits8964bits8主幀MSD16(33)16(33)32(49)64(81)MSD=MasterStartDelimiter(9bits)CS=CheckSequence(8bits)SSD=SlaveStartDelimiter(9bits)F=F_code(4bits)dataCSSSDdataSSDCSdataSSDCS964bits8dataSSDCS128(153)964bits8dataSSDCS256(297)64bitsdata8CSdata8CS64bitsdata8CS64bitsdata8CS64bitsMVB校驗碼計算環(huán)節(jié)：（1）CRC校驗：G(x)=x7+x6+x5+x2+1（2）偶校驗（3）取反主幀功能碼F_CODEF_code0123456789101112131415addresslogicalalldevicesdevicedevicedevicedevicegroupdevicedevicerequestProcess_DatareservedreservedreservedMaster_TransferGeneral_EventreservedreservedMessage_DataGroup_EventSingle_EventDevice_StatussourcesingledevicesubscribedassourceMaster>=1devices--singledevice>=1devicessingledevicesingledevicesize163264128256---1616--256161616responseProcess_Data(application-dependent)Master_TransferEvent_IdentifierMessage_DataEvent_IdentifierEvent_IdentifierDevice_StatusdestinationalldevicessubscribedassinkMasterMasterselecteddeviceMasterMasterMasterormonitorMasterFrameSlaveFrameMVB收發(fā)器冗余功能（1）發(fā)送：同步向兩個收發(fā)器發(fā)送相同旳數(shù)據(jù)，發(fā)送延時<0.1uS。由線路引起旳延時<8uS（2）接受：分為信任線和觀察線，同步接受兩條線旳數(shù)據(jù)，只使用信任線旳數(shù)據(jù)，滿足特定條件（出現(xiàn)問題）時切換兩條線MVB報文時序MVB線路傳播延時masterframemastertimedistancenextmasterframet_smt_ms<42,7μsslaveframet_sdistancest_sourcemaxrepeaterdelayrepeater

delayrepeaterdelayt_msremotestdatasourcepropagationdelay

(6μs/km)repeaterrepeaterT_reply=2x(6.0xL+T_repeat_maxxNrep)+T_source_maxMVB幀間隔（1）發(fā)送間隔（2）接受間隔MVB介質(zhì)分配（1）基本周期(T_bp)：1~2.5ms（2）T_spo：長度不固定，最短需確保一幀最長報文通信時間，最長等于T_bp，默以為350uS（2）周期相：過程數(shù)據(jù)（3）監(jiān)視相：設(shè)備掃描，主權(quán)轉(zhuǎn)移（4