用于記錄mvb網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法及記錄裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于MVB網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)車車輛的網(wǎng)絡(luò)控制裝置，具體涉及一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法以及根據(jù)該記錄裝置實(shí)現(xiàn)的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法。該記錄裝置包括MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板；所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡包括物理固件以及控制物理固件完成MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀采集以及存儲(chǔ)功能的邏輯固件；所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板通過工業(yè)控制總線與所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡連接，用于借助所述邏輯固件提取并記錄所述物理固件采集以及存儲(chǔ)的MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀。通過本發(fā)明能夠記錄和存儲(chǔ)MVB網(wǎng)絡(luò)上物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，從而可以為分析列車運(yùn)行和故障情況提供更加底層的數(shù)據(jù)支持。
【專利說明】用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法及記錄裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于MVB (Multifunction Vehicle Bus,多功能車輛總線)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的機(jī)車車輛的網(wǎng)絡(luò)控制裝置，具體涉及一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法以及根據(jù)該記錄裝置實(shí)現(xiàn)的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MVB總線網(wǎng)絡(luò)是一種用于機(jī)車車輛的通訊總線網(wǎng)絡(luò)，目前在國內(nèi)和國外大量應(yīng)用于高速鐵路和城市地下鐵路、輕型軌道交通的機(jī)車車輛上，具備高可靠性和靈活性，是IEC61375-3標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要組成部分，但由于專業(yè)性強(qiáng)，其對(duì)外接口還不是特別方便。
[0003]數(shù)據(jù)記錄裝置是目前在機(jī)車車輛上逐漸得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，能夠記錄車輛運(yùn)行中在MVB網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，一般放置在機(jī)車車輛的司機(jī)室內(nèi)，便于維護(hù)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行下載和分析。維護(hù)人員可以從數(shù)據(jù)記錄裝置中獲取記錄的MVB總線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的文件，然后借助于相關(guān)的分析軟件就進(jìn)行車輛運(yùn)行情況的分析和判斷。
[0004]國內(nèi)現(xiàn)有的MVB數(shù)據(jù)記錄裝置主要工作在MVB網(wǎng)絡(luò)的鏈路層之上，因此僅能記錄在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)倪^程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和監(jiān)視數(shù)據(jù)；并基于此數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)車網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)和事件進(jìn)行記錄和分析。然而，MVB網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并不局限于以上種類。物理層上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀(主幀和從幀)就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行分析的很好的對(duì)象；特別是對(duì)于自主研發(fā)的MVB網(wǎng)卡設(shè)備，一種可以記錄MVB物理層上數(shù)據(jù)幀的設(shè)備，將為MVB網(wǎng)卡設(shè)備的研發(fā)、測(cè)試、調(diào)試和分析帶來很大的好處。因此，提供一種能夠記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄裝置及記錄方法十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠記錄和存儲(chǔ)MVB網(wǎng)絡(luò)上物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的記錄裝置及記錄方法，從而可以為分析列車運(yùn)行和故障情況提供更加底層的數(shù)據(jù)支持。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0009]一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄裝置，包括MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板；
[0010]所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡包括物理固件以及控制所述物理固件完成MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀采集以及存儲(chǔ)功能的邏輯固件；
[0011]所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板通過工業(yè)控制總線與所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡連接，用于借助所述邏輯固件提取并記錄所述物理固件采集以及存儲(chǔ)的MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀。
[0012]優(yōu)選的，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板為PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板，所述工業(yè)控制總線為PC104控制總線。
[0013]優(yōu)選的，所述物理固件以FPGA電路為核心，還包括分別與所述FPGA電路連接的ARM芯片、通訊存儲(chǔ)器、PC104總線接口、MVB數(shù)據(jù)傳輸接口以及與所述ARM芯片連接的閃存。
[0014]優(yōu)選的，所述邏輯固件包括MVB總線接收器、冗余線控制邏輯、存儲(chǔ)器控制邏輯、內(nèi)部總線以及PC104總線接口 ；所述存儲(chǔ)器控制邏輯一方面通過內(nèi)部總線依次與冗余控制邏輯和MVB總線接收器連接，另一方面通過所述PC104總線接口與所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板連接；所述MVB總線接收器包括第一接收器和第二接收器。
[0015]優(yōu)選的，所述PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板包括x86中央處理器、以及分別與所述x86中央處理器連接的存儲(chǔ)器單元、PC104總線接口和USB接口。
[0016]本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述任意一種記錄裝置實(shí)現(xiàn)的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法:
[0017]一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法，包括步驟:
[0018]S1.MVB總線接收器將接收到的電信號(hào)解析為數(shù)據(jù)幀并通過存儲(chǔ)器控制邏輯存儲(chǔ)在通訊存儲(chǔ)器中；
[0019]S2.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的中央處理器通過工業(yè)控制總線向工業(yè)控制總線接口發(fā)送控制指令；
[0020]S3.工業(yè)控制總線接口根據(jù)接收的控制指令控制存儲(chǔ)器控制邏輯將通訊存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)幀傳送至工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板；
[0021]S4.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析并寫入到保存在存儲(chǔ)器單元上的數(shù)據(jù)文件中。
[0022]優(yōu)選的，所述控制指令包括清空通訊存儲(chǔ)器中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀的先進(jìn)先出隊(duì)列的清空指令以及用于控制從所述先進(jìn)先出隊(duì)列讀取隊(duì)首存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀的讀取指令。
[0023]優(yōu)選的，所述步驟SI進(jìn)一步包括:
[0024]Sll.第一接收器和第二接收器同時(shí)監(jiān)聽MVB鏈路接收MVB網(wǎng)絡(luò)物理層的所有數(shù)據(jù)幀；
[0025]S12.冗余線控制邏輯根據(jù)所述第一接收器和第二接收器接收的數(shù)據(jù)幀信息綜合判斷并選擇可靠性更高的一個(gè)接收器作為信任接收器，并通過內(nèi)部總線向存儲(chǔ)器控制邏輯傳遞控制信號(hào)；
[0026]S13.所述存儲(chǔ)器控制邏輯一方面根據(jù)接收的控制信號(hào)完成將數(shù)據(jù)幀從信任接收器存儲(chǔ)到先進(jìn)先出隊(duì)列的功能，一方面接收來自PC104總線接口的控制指令完成數(shù)據(jù)幀從先進(jìn)先出隊(duì)列讀取到PC104總線接口的功能；
[0027]S14.所述PC104總線接口接收PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的控制指令并發(fā)送至所述存儲(chǔ)器控制邏輯，同時(shí)將讀取的數(shù)據(jù)幀傳遞給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟S4包括:
[0029]S41.通過PC104總線接口向存儲(chǔ)器控制邏輯發(fā)送清空指令，使得先進(jìn)先出隊(duì)列被
清空;
[0030]S42.檢測(cè)存儲(chǔ)器單元的剩余存儲(chǔ)空間，若剩余存儲(chǔ)空間低于預(yù)設(shè)的閾值，將記錄時(shí)間早于預(yù)設(shè)過期時(shí)間的數(shù)據(jù)文件刪除；
[0031]S43.在存儲(chǔ)器單元上創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)文件，并記錄創(chuàng)建時(shí)間；
[0032]S44.判斷寫寄存器是否可寫，如可寫則繼續(xù)，否則重復(fù)判斷直到可寫；
[0033]S45.通過PC104總線接口向存儲(chǔ)器控制邏輯發(fā)送讀取指令，判斷讀寄存器是否可讀，若可讀則繼續(xù)，否則重復(fù)判斷直到可讀；
[0034]S46.將PC104總線接口發(fā)送的數(shù)據(jù)幀寫入到數(shù)據(jù)文件中；
[0035]S47.若當(dāng)前時(shí)間距數(shù)據(jù)文件的創(chuàng)建時(shí)間已經(jīng)過去預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，則關(guān)閉數(shù)據(jù)文件，并跳轉(zhuǎn)至步驟S42，否則跳轉(zhuǎn)至步驟S44。
[0036]優(yōu)選的,所述步驟S4還包括，
[0037]監(jiān)測(cè)USB接口的連接狀況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有USB存儲(chǔ)設(shè)備連接時(shí)，將存儲(chǔ)器單元上的數(shù)據(jù)文件復(fù)制到所述USB存儲(chǔ)設(shè)備中。
[0038](三)有益效果
[0039]本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法及記錄裝置中，利用MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡作為采集MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的硬件平臺(tái)，利用PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板對(duì)接收以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。通過本發(fā)明能夠記錄和存儲(chǔ)MVB網(wǎng)絡(luò)上物理層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，從而可以為分析列車運(yùn)行和故障情況提供更加底層的數(shù)據(jù)支持；同時(shí)，由于本發(fā)明能夠自動(dòng)檢測(cè)USB存儲(chǔ)設(shè)備連接并將數(shù)據(jù)文件復(fù)制到其中，因此具有較高的方便性和靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中物理固件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中邏輯固件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中記錄方法步驟S4的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0044]本實(shí)施例中首先提供了一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄裝置，該記錄裝置主要包括MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板；
[0045]MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡是采集MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的硬件平臺(tái)，包括物理固件和邏輯固件。例如，本實(shí)施例中的物理固件主要包括FPGA (Field — Programmable GateArray,即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)電路、ARM芯片、Flash Rom (閃存)、Traffic memory (通訊存儲(chǔ)器)、工業(yè)控制總線接口、MVB EMD接口(一種MVB數(shù)據(jù)傳輸接口)等。邏輯固件是由FPGA設(shè)計(jì)的數(shù)字電路部分，用于控制物理固件完成MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀采集以及存儲(chǔ)功能，主要包括MVB總線接收器、冗余線控制邏輯、存儲(chǔ)器控制邏輯和PC104總線接口等；
[0046]工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板通過工業(yè)控制總線與MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡雙向連接，用于借助邏輯固件提取并記錄物理固件采集以及存儲(chǔ)的MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀；例如，本實(shí)施例中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板可以是PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板，工業(yè)控制總線為PC104控制總線，PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板包括x86中央處理器、存儲(chǔ)器單元、PC104總線接口和USB2.0接口等。
[0047]下面對(duì)本實(shí)施例中所提供的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄裝置的各個(gè)部分加以詳細(xì)說明。
[0048]如圖1中所示，MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡的物理固件以FPGA電路為核心，還包括分別與FPGA電路連接的ARM芯片、通訊存儲(chǔ)器、PC104總線接口、MVB數(shù)據(jù)傳輸接口以及與ARM芯片連接的閃存。外部擴(kuò)展SRAM (Static RAM，靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)作為通信存儲(chǔ)器，ARM芯片負(fù)責(zé)對(duì)FPGA電路進(jìn)行配置，F(xiàn)PGA電路的配置信息存儲(chǔ)在與ARM芯片相連的閃存里；MVB-PC104板在MVB端符合MVB EMD接口要求；MVB_PC104板在MVB端符合PC104總線接口要求；PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板通過PC104總線接口與MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡雙向連接，PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的中央處理器和MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡在PC104總線接口的基礎(chǔ)上采用UART-emulation通信協(xié)議進(jìn)行通信。
[0049]如圖2中所示，MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡的邏輯固件是由FPGA設(shè)計(jì)的數(shù)字電路部分，包括MVB總線接收器、冗余線控制邏輯、存儲(chǔ)器控制邏輯、內(nèi)部總線以及PC104總線接口 ；存儲(chǔ)器控制邏輯一方面通過內(nèi)部總線依次與冗余控制邏輯和MVB總線接收器連接，從而完成數(shù)據(jù)幀的接收存儲(chǔ)功能；另一方面通過PC104總線接口與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板連接，完成數(shù)據(jù)幀的讀取和與PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的交互功能；MVB總線接收器包括第一接收器和第二接收器；本發(fā)明的主要功能就是由FPGA電路的這些邏輯固件完成的。
[0050]本實(shí)施例中的PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板包括x86中央處理器、以及分別與x86中央處理器連接的存儲(chǔ)器單元、PC104總線接口和USB接口。例如，PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板可以采用研祥公司的104-1645CLDN ;其中x86中央處理器采用板載AMD Geode LX700CPU，主頻500MHz ;板載內(nèi)存為256MBytes DDR SDRAM ;板上存儲(chǔ)器單元4采用宇瞻公司的2GBytes ADC (ΑΤΑ Disk Chip, ATA磁盤芯片)電子盤；板上集成I個(gè)VGA (Video Graphics Array，視頻圖形陣列)顯示接口，2個(gè)RS232串行接口，I個(gè)IDE(Integrated Drive Electronics,電子集成驅(qū)動(dòng)器)接口，I個(gè)以太網(wǎng)接口，I個(gè)PS/2鼠標(biāo)/鍵盤接口，2個(gè)USB2.0接口，I個(gè)PC104總線接口 ；搭載ttylinux操作系統(tǒng)(一個(gè)小型的GNU/Linux 系統(tǒng))。
[0051]本實(shí)施例中還提供了一種根據(jù)上述記錄裝置實(shí)現(xiàn)的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法；該記錄方法主要包括以下步驟:
[0052]S1.MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡將MVB總線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)碾娦盘?hào)通過MVB EMD接口輸入至MVB總線接收器，MVB總線接收器將接收到的電信號(hào)解析為數(shù)據(jù)幀并通過存儲(chǔ)器控制邏輯存儲(chǔ)在通訊存儲(chǔ)器中；
[0053]S2.PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的中央處理器通過PC104控制總線向PC104總線接口發(fā)送控制指令；
[0054]S3.PC104總線接口根據(jù)接收的控制指令控制存儲(chǔ)器控制邏輯將通訊存儲(chǔ)器中接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，并通過PC104控制總線傳送至PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板；
[0055]S4.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析并寫入到保存在存儲(chǔ)器單元上的數(shù)據(jù)文件中。
[0056]下面對(duì)本實(shí)施例中所提供的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法的部分步驟加以詳細(xì)說明。
[0057]步驟SI進(jìn)一步包括:
[0058]S11.MVB EMD接口連接到MVB總線網(wǎng)絡(luò)上，MVB總線網(wǎng)絡(luò)包含第一線和第二線兩條數(shù)據(jù)線路，線路上傳輸?shù)穆鼜厮固仉娖叫盘?hào)經(jīng)MVB EMD接口分別傳送到MVB總線接收器的第一接收器和第二接收器，第一接收器和第二接收器將曼徹斯特信號(hào)解碼為數(shù)字信號(hào)，組成數(shù)據(jù)幀；同時(shí)，向冗余控制邏輯傳遞接收的數(shù)據(jù)幀信息(包括有效幀、幀沖突、錯(cuò)誤幀、幀間間隔等信息);
[0059]S12.冗余線控制邏輯根據(jù)第一接收器和第二接收器接收的數(shù)據(jù)幀信息(包括有效幀、幀沖突、錯(cuò)誤幀、幀間間隔等信息)綜合判斷并選擇可靠性更高的一個(gè)接收器作為信任接收器(即判斷信任第一線還是第二線)，并通過內(nèi)部總線(包括控制總線和數(shù)據(jù)總線)向存儲(chǔ)器控制邏輯傳遞控制信號(hào)(包括輸出下述狀態(tài)字的第五、第六位)；
[0060]S13.存儲(chǔ)器控制邏輯一方面根據(jù)接收的控制信號(hào)完成將數(shù)據(jù)幀從信任接收器存儲(chǔ)到先進(jìn)先出隊(duì)列的功能，一方面接收來自PC104總線接口的控制指令，并譯碼，根據(jù)譯碼后的控制指令，完成數(shù)據(jù)幀從先進(jìn)先出隊(duì)列讀取到PC104總線接口的功能；
[0061]S14.PC104總線接口接收PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的控制指令并發(fā)送至存儲(chǔ)器控制邏輯，同時(shí)將讀取的數(shù)據(jù)幀傳遞給PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板。
[0062]步驟S2進(jìn)一步包括:
[0063]PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的中央處理器通過PC104控制總線向工業(yè)控制PC104總線接口發(fā)送控制指令；控制指令包括清空通訊存儲(chǔ)器中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀的先進(jìn)先出隊(duì)列的清空指令以及用于控制從先進(jìn)先出隊(duì)列讀取隊(duì)首存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀的讀取指令；例如:
[0064]清空指令:一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)0x42 ;存儲(chǔ)控制邏輯接收到該指令后，立即清空用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀的先進(jìn)先出隊(duì)列；
[0065]讀取指令:一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)0x46 ;存儲(chǔ)控制邏輯接收到該指令后，立即從先進(jìn)先出隊(duì)列讀取隊(duì)首存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀，并準(zhǔn)備將其通過PC104控制總線傳輸?shù)街醒胩幚砥鳌?br> [0066]傳輸?shù)街醒胩幚砥鞯臄?shù)據(jù)的長度可為1、3、5、9、17或33個(gè)字節(jié)；該數(shù)據(jù)包括兩個(gè)部分:狀態(tài)字和數(shù)據(jù)幀。狀態(tài)字的取值如表1中所示:
[0067]表1狀態(tài)字的取值說明
【權(quán)利要求】
1.一種用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄裝置，其特征在于，包括MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板； 所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡包括物理固件以及控制所述物理固件完成MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀采集以及存儲(chǔ)功能的邏輯固件； 所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板通過工業(yè)控制總線與所述MVB網(wǎng)絡(luò)控制器板卡連接，用于借助所述邏輯固件提取并記錄所述物理固件采集以及存儲(chǔ)的MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄裝置，其特征在于，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板為PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板，所述工業(yè)控制總線為PC104控制總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄裝置，其特征在于，所述物理固件以FPGA電路為核心，還包括分別與所述FPGA電路連接的ARM芯片、通訊存儲(chǔ)器、PC104總線接口、MVB數(shù)據(jù)傳輸接口以及與所述ARM芯片連接的閃存。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的記錄裝置，其特征在于，所述邏輯固件包括MVB總線接收器、冗余線控制邏輯、存儲(chǔ)器控制邏輯、內(nèi)部總線以及PC104總線接口 ；所述存儲(chǔ)器控制邏輯一方面通過內(nèi)部總線依次與冗余控制邏輯和MVB總線接收器連接，另一方面通過所述PC104總線接口與所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板連接；所述MVB總線接收器包括第一接收器和第二接收器。`
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項(xiàng)所述的記錄裝置，其特征在于，所述PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板包括x86中央處理器、以及分別與所述x86中央處理器連接的存儲(chǔ)器單元、PC104總線接口和USB接口。
6.一種根據(jù)如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的記錄裝置實(shí)現(xiàn)的用于記錄MVB網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)幀的記錄方法，其特征在于，包括步驟: ` 51.MVB總線接收器將接收到的電信號(hào)解析為數(shù)據(jù)幀并通過存儲(chǔ)器控制邏輯存儲(chǔ)在通訊存儲(chǔ)器中； 52.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的中央處理器通過工業(yè)控制總線向工業(yè)控制總線接口發(fā)送控制指令； 53.工業(yè)控制總線接口根據(jù)接收的控制指令控制存儲(chǔ)器控制邏輯將通訊存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)幀傳送至工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板； 54.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析并寫入到保存在存儲(chǔ)器單元上的數(shù)據(jù)文件中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄方法，其特征在于，所述控制指令包括清空通訊存儲(chǔ)器中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)幀的先進(jìn)先出隊(duì)列的清空指令以及用于控制從所述先進(jìn)先出隊(duì)列讀取隊(duì)首存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)幀的讀取指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的記錄方法，其特征在于，所述步驟SI進(jìn)一步包括: ` 511.第一接收器和第二接收器同時(shí)監(jiān)聽MVB鏈路接收MVB網(wǎng)絡(luò)物理層的所有數(shù)據(jù)幀；` ` 512.冗余線控制邏輯根據(jù)所述第一接收器和第二接收器接收的數(shù)據(jù)幀信息綜合判斷并選擇可靠性更高的一個(gè)接收器作為信任接收器，并通過內(nèi)部總線向存儲(chǔ)器控制邏輯傳遞控制信號(hào)；` 513.所述存儲(chǔ)器控制邏輯一方面根據(jù)接收的控制信號(hào)完成將數(shù)據(jù)幀從信任接收器存儲(chǔ)到先進(jìn)先出隊(duì)列的功能，一方面接收來自PC104總線接口的控制指令完成數(shù)據(jù)幀從先進(jìn)先出隊(duì)列讀取到PC104總線接口的功能； S14.所述PC104總線接口接收PC104嵌入式x86工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板的控制指令并發(fā)送至所述存儲(chǔ)器控制邏輯，同時(shí)將讀取的數(shù)據(jù)幀傳遞給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的記錄方法，其特征在于，所述步驟S4包括: 541.通過PC104總線接口向存儲(chǔ)器控制邏輯發(fā)送清空指令，使得先進(jìn)先出隊(duì)列被清空； 542.檢測(cè)存儲(chǔ)器單元的剩余存儲(chǔ)空間，若剩余存儲(chǔ)空間低于預(yù)設(shè)的閾值，將記錄時(shí)間早于預(yù)設(shè)過期時(shí)間的數(shù)據(jù)文件刪除； 543.在存儲(chǔ)器單元上創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)文件，并記錄創(chuàng)建時(shí)間； 544.判斷寫寄存器是否可寫，如可寫則繼續(xù)，否則重復(fù)判斷直到可寫； 545.通過PC104總線接口向存儲(chǔ)器控制邏輯發(fā)送讀取指令，判斷讀寄存器是否可讀，若可讀則繼續(xù)，否則重復(fù)判斷直到可讀； 546.將PC104總線接口發(fā)送的數(shù)據(jù)幀寫入到數(shù)據(jù)文件中； 547.若當(dāng)前時(shí)間距數(shù)據(jù)文件的創(chuàng)建時(shí)間已經(jīng)過去預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，則關(guān)閉數(shù)據(jù)文件，并跳轉(zhuǎn)至步驟S42，否則跳轉(zhuǎn)至步驟S44。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的記錄方法，其特征在于，所述步驟S4還包括: 監(jiān)測(cè)USB接口的連接狀況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有USB存儲(chǔ)設(shè)備連接時(shí)，將存儲(chǔ)器單元上的數(shù)據(jù)文件復(fù)制到所述USB存儲(chǔ)設(shè)備中。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103558813SQ201310385110
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】孫家廣, 萬海, 鄧仰東 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京清軟英泰信息技術(shù)有限公司