本發(fā)明涉及車輛和鐵路列車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

過去的鐵路用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最快僅為數(shù)Mbit/秒，隨著監(jiān)控并記錄車輛和裝備的情況、配備客戶使用的無線LAN等通信功能、車內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭像素的增加、車內(nèi)顯示器的大型化和高畫質(zhì)化等功能的不斷強(qiáng)化，數(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)無法滿足了，于是，作為能夠?qū)崿F(xiàn)10Mbit/秒以上的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以太網(wǎng)成為了眾望所歸。而目前實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的列車車輛總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為IEC61375-2-3，新標(biāo)準(zhǔn)會(huì)逐步應(yīng)用到中國(guó)軌道交通領(lǐng)域。

隨著鐵路行業(yè)的發(fā)展，實(shí)時(shí)的以太網(wǎng)會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，但由于鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)的專用性和強(qiáng)針對(duì)性(主要應(yīng)用于鐵路和部分電力系統(tǒng)等一些特殊領(lǐng)域)，用于實(shí)現(xiàn)TRDP(Train Real-time Data Protocol，簡(jiǎn)稱TRDP)協(xié)議轉(zhuǎn)換成其他數(shù)據(jù)形式，如TRDP轉(zhuǎn)換成UART等數(shù)據(jù)形式的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)關(guān)還是一片空白?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換形式主要是依賴以太網(wǎng)軟核協(xié)議棧，協(xié)議棧是指網(wǎng)絡(luò)中各層協(xié)議的總和，其形象反映了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中文件的傳輸過程：由上層協(xié)議到底層協(xié)議，再由底層協(xié)議到上層協(xié)議。目前使用最廣泛的是英特網(wǎng)協(xié)議棧，由上到下的協(xié)議分別是：1、應(yīng)用層(HTTP，F(xiàn)TP，TFTP，TELNET，DNS，EMAIL等)；2、運(yùn)輸層(TCP，UDP)；3、網(wǎng)絡(luò)層(IP)；4、鏈路層(WI-FI，以太網(wǎng)，令牌環(huán)等)；5、物理層(MAC)。

而現(xiàn)有的鐵路以太網(wǎng)主要是通過MCU實(shí)現(xiàn)的，需要外設(shè)物理層以太網(wǎng)控制芯片，芯片內(nèi)部還需要撰寫TCP/IP協(xié)議棧的上層協(xié)議命令，屬于軟件協(xié)議棧。如果現(xiàn)有的系統(tǒng)是使用低端單片機(jī)，那么整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括主單片機(jī)都需要更換，才能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)功能。另外，由于MCU不僅要實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)功能，還需要對(duì)車輛的其他功能進(jìn)行控制，以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換占用了MCU大量資源，導(dǎo)致內(nèi)存成本增加，而且軟件協(xié)議棧的實(shí)時(shí)性較差，無法滿足鐵路以太網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提出一種鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)，通過硬件化TCP/IP協(xié)議棧芯片獨(dú)立于MCU運(yùn)作，優(yōu)化了MCU的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，滿足鐵路以太網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)，包括：UART接口、主控制模塊、以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊和以太網(wǎng)總線接口；

其中，所述主控制模塊分別與所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊、UART接口連接；

所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊與所述以太網(wǎng)總線接口連接；

所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，具體為：

所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議，將所述主控制模塊發(fā)送過來的通信信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號(hào)，再通過所述以太網(wǎng)總線接口發(fā)送給所述列車通信網(wǎng)；其中，所述通信信號(hào)由所述車載設(shè)備發(fā)送，并由所述UART接口接收；

以及，所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊根據(jù)所述TCP/IP協(xié)議，將所述以太網(wǎng)總線接口接收的IP數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信號(hào)，再依次通過所述主控制模塊、UART接口發(fā)送給所述車載設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊是型號(hào)為W5300的芯片。

進(jìn)一步的，所述主控制模塊包括LPC177x微處理器和硬件看門狗CAT706。

進(jìn)一步的，所述主控制模塊與所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊連接，具體為：

所述型號(hào)為W5300的芯片的數(shù)據(jù)線和地址線分別與所述LPC177x微處理器連接。

進(jìn)一步的，所述的鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)還包括：網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器；

所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器連接在所述以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊和以太網(wǎng)總線接口之間。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器由型號(hào)為MS10232NL的芯片組成。

進(jìn)一步的，所述主控制模塊用于系統(tǒng)初始化、TRDP以太網(wǎng)和UART數(shù)據(jù)交換，具體步驟為：

接收UART網(wǎng)絡(luò)的TRDP配置參數(shù)信息；參數(shù)信息包括默認(rèn)TCMS主機(jī)IP、DNS主機(jī)IP、本模塊IP與端口；

檢測(cè)TRDP總線的TTDB列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒?，配置靜態(tài)和動(dòng)態(tài)列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)；

發(fā)送DNS請(qǐng)求包，獲得實(shí)際編組下的TCMS的IP地址；

根據(jù)所述靜態(tài)和動(dòng)態(tài)列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)和所述實(shí)際編組下的TCMS的IP地址，實(shí)現(xiàn)接收TCMS組播信息和發(fā)送給TCMS單播通信的數(shù)據(jù)交換。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)，包括UART接口、主控制模塊、以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊和以太網(wǎng)總線接口。其中，主控制模塊分別與以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊、UART接口連接；以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊與以太網(wǎng)總線接口連接；以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。相比于現(xiàn)有技術(shù)依賴于MCU實(shí)現(xiàn)的軟件協(xié)議棧，本發(fā)明的以太網(wǎng)硬核協(xié)議模塊能夠獨(dú)立于MCU運(yùn)作，信息的進(jìn)棧/出棧，封包/解包等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理全部在全硬核協(xié)議棧中進(jìn)行，卸載了MCU對(duì)于以太網(wǎng)龐大數(shù)據(jù)處理的負(fù)載，不占用MCU資源，保證了MCU高速穩(wěn)定的通信速率。

另外，硬核協(xié)議棧模塊優(yōu)化了MCU的網(wǎng)絡(luò)功能，使得低端單片機(jī)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)無需更換單片機(jī)和增加軟件開發(fā)成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，便于產(chǎn)品更新。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的主控制模塊的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明提供的以太網(wǎng)硬核棧協(xié)議模塊的一種實(shí)施例的電路示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器器的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明提供的以太網(wǎng)接口的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，是本發(fā)明提供的鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)包括：UART接口101、主控制模塊102、以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103和以太網(wǎng)總線接口104。

其中，主控制模塊102分別與以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103、UART接口101連接。太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103與以太網(wǎng)總線接口104連接。以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。

在本實(shí)施例中，UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，簡(jiǎn)稱UART)，用于異步通信，本發(fā)明的UART接口101與外部車載設(shè)備連接，用于接收和發(fā)送并行數(shù)據(jù)信號(hào)。

在本實(shí)施例中，主控制模塊102包括LPC177x微處理器和硬件看門狗CAT706。LPC177x微處理器是恩智浦推出集成LCD圖像控制器，高達(dá)512KB的片上閃存程序存儲(chǔ)器，具有系統(tǒng)編程(ISP)和在應(yīng)用中編程(IAP)功能，96KB的片上SRAM，4KB的片上EEPROM。主控制模塊1包括LPC177x微處理器、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、濾波電路、JTAG下載電路和CPU電源管理芯片。為了更好的說明本發(fā)明，參見圖2，圖2是本發(fā)明提供的主控制模塊的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2中的LPC177x微處理器為L(zhǎng)PC1778，其各引腳設(shè)置如圖2所示，在此不再贅述。

在本實(shí)施例中，以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，具體為：以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103根據(jù)TCP/IP協(xié)議，將主控制模塊102發(fā)送過來的通信信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號(hào)，再通過以太網(wǎng)總線接口104發(fā)送給列車通信網(wǎng)；其中，通信信號(hào)由車載設(shè)備發(fā)送，并由UART接口101接收；以及，以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103根據(jù)TCP/IP協(xié)議，將以太網(wǎng)總線接口104接收的IP數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)信號(hào)，再依次通過主控制模塊102、UART接口101發(fā)送給車載設(shè)備。

在本實(shí)施例中，以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103是型號(hào)為W5300的芯片，負(fù)責(zé)對(duì)以太網(wǎng)各種信息按TCN標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編解碼，并將相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，并和主控制器模塊102通訊。參見圖3，圖3是本發(fā)明提供的以太網(wǎng)硬核棧協(xié)議模塊的一種實(shí)施例的電路示意圖。

W5300是一款0.18μm CMOS工藝的單芯片器件，內(nèi)部集成10/100M以太網(wǎng)控制器，MAC和TCP/IP協(xié)議棧。W5300特別適用于IPTV，IP機(jī)頂盒和數(shù)字電視等大流量多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。通過一個(gè)集成有TCP/IP協(xié)議和10/100M的以太網(wǎng)MAC和PHY的單芯片可以非常簡(jiǎn)單和快捷地實(shí)現(xiàn)Internet連接。W5300的通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展到128K字節(jié)，與MCU的接口支持16位數(shù)據(jù)總線?？梢允褂?個(gè)獨(dú)立的端口進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信。每一個(gè)端口的通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以分配0-64K字節(jié)?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用更靈活地分配存儲(chǔ)空間，還可以通過集中高性能的配置而使系統(tǒng)具有更高的性能。

W5300的性能具體如下：支持固件TCP/IP協(xié)議：TCP，UDP，ICMP，IPv4，ARP，IGMP，PPPoE，Ethernet；支持8個(gè)獨(dú)立端口同時(shí)工作；高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，速率可達(dá)到50Mbps；支持混合網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議棧(軟件/硬件TCP/IP協(xié)議棧)；支持ADSL連接(支持帶PAP/CHAP認(rèn)證模式的PPPoE協(xié)議)；內(nèi)部128K字節(jié)存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)通信(內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器)；根據(jù)端口通信數(shù)據(jù)吞吐量動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器的分配；支持存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的DMA功能(只有16位數(shù)據(jù)總線寬度才支持，從模式)；內(nèi)嵌10BaseT/100BaseTX的以太網(wǎng)物理層；

支持自動(dòng)握手功能(全雙工，半雙工)；支持自動(dòng)MDI/MDIX(信號(hào)線極性交叉)；支持LED網(wǎng)絡(luò)指示(TX，RX，全雙工/半雙工，IP地址沖突，網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)速度)；支持第三方物理(PHY)接口；支持8/16位數(shù)據(jù)總線；支持2種主機(jī)接口模式(直接訪問模式和間接訪問模式)；外部25MHz工作頻率(給內(nèi)部鎖相環(huán)邏輯電路，周期40ns)；內(nèi)部鎖相環(huán)時(shí)鐘輸出150MHz(鎖相環(huán)時(shí)鐘，周期大約為6.67ns)；網(wǎng)絡(luò)工作頻率：25MHz(100BaseTX)或2.5MHz(10BaseT)；3.3V工作電壓，I/O口可承受5V電壓；內(nèi)部帶1.8V電壓調(diào)整器；0.18um的CMOS工藝；LQFP-100，14x14mm無鉛封裝。

在本實(shí)施例中，W5300是通過寄存器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的連接，W5300根據(jù)協(xié)議類型(TCP、UDP、IPRAW和MACRAW)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，步驟如下：初始化、偵聽、建立連接。

W5300的初始化分三個(gè)步驟：主機(jī)接口設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)置和內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器的分配。

第1步：設(shè)置主機(jī)接口

1.設(shè)置數(shù)據(jù)總線寬度，主機(jī)接口模式和時(shí)序(參考MR寄存器)

2.設(shè)置主機(jī)中斷(參考IMR)

第2步：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息

1.設(shè)置數(shù)據(jù)通信的基本網(wǎng)絡(luò)信息(參考：SHAR、GAS、SBUR和SIPR)

2.設(shè)置重復(fù)發(fā)送的時(shí)間間隔和重復(fù)發(fā)送的次數(shù)，用于數(shù)據(jù)包發(fā)送失敗時(shí)的重復(fù)發(fā)送(參考RTR和RCR)

本機(jī)硬件地址通過SHAR設(shè)置，這是一個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備的唯一的硬件地址(以太網(wǎng)的MAC地址)，應(yīng)用于以太網(wǎng)的MAC層；由IEEE分配和管理MAC地址。生產(chǎn)廠商需要從IEEE申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址。

第3步：分配SOCKETn的內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器空間

1.定義內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器大小(參考MYTPER)

2.定義SOCKETn的TX/RX存儲(chǔ)器大小(參考TMR和RMSR)

W5300內(nèi)部包含16個(gè)8K字節(jié)的存儲(chǔ)單元。這些存儲(chǔ)單元依次映射在128K字節(jié)的存儲(chǔ)器空間。128K存儲(chǔ)器分為發(fā)送存儲(chǔ)器(TX)和接收存儲(chǔ)器(RX)。內(nèi)部TX和RX存儲(chǔ)器以8K字節(jié)為單元分布在128K字節(jié)空間。內(nèi)部TX/RX存儲(chǔ)器可以在0～64K字節(jié)空間以1K字節(jié)為單元從新分配給每個(gè)SOCKET。

當(dāng)?shù)?步初始化設(shè)置完成后，就可以使用W5300通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)了。這時(shí)，W5300可以響應(yīng)Ping請(qǐng)求(自動(dòng)Ping響應(yīng))。

數(shù)據(jù)通信編輯完成初始化設(shè)置以后，W5300可以以TCP、UDP、IPRAW或MACRAW的方式打開SOCKET發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。W5300支持8個(gè)SOCKET同時(shí)且獨(dú)立地工作。本實(shí)施例以TCP協(xié)議為例，進(jìn)行簡(jiǎn)單說明，TCP是一種連接通信的協(xié)議。在TCP模式時(shí)，首先要根據(jù)IP地址和端口號(hào)與對(duì)端建立SOCKET連接，通過連接的SOCKET發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

建立SOCKET的連接有“TCP服務(wù)器”和“TCP客戶端”之分。區(qū)分它們的方法是誰首先發(fā)送連接請(qǐng)求(SYS數(shù)據(jù)包)?！癟CP服務(wù)器”等待對(duì)端的連接請(qǐng)求，當(dāng)收到連接請(qǐng)求時(shí)建立SOCKET連接(被動(dòng)打開)。“TCP客戶端”主動(dòng)發(fā)出連接請(qǐng)求，與對(duì)端建立連接(主動(dòng)打開)。

SOCKET初始化

為了實(shí)現(xiàn)TCP通信，需要對(duì)SOCKET進(jìn)行初始化設(shè)置并打開SOCKET。為了打開SOCKET，選擇其中的一個(gè)SOCKET(被選擇的SOCKET稱之為SOCKETn)，通過Sn_MR(P3:P0)和Sn_PORTR分別設(shè)置通信協(xié)議和本機(jī)端口號(hào)(在TCP服務(wù)器模式，稱之為偵聽端口號(hào))，然后執(zhí)行OPEN命令。執(zhí)行完OPEN命令后，如果Sn_SSR改變?yōu)镾OCK_INIT，則SOCKET的初始化設(shè)置完成。在TCP服務(wù)器和TCP客戶端模式，SOCKET初始化的過程都是相同的。下面的方法是將SOCKET初始化為TCP模式。

{

START:

Sn_MR＝0x0001；/*sets TCP mode*/

Sn_PORTR＝source_port；/*sets source port number*/

Sn_CR＝OPEN；/*sets OPEN command*/

/*wait until Sn_SSR is changed to SOCK_INIT*/

if(Sn_SSR?。絊OCK_INIT)Sn_CR＝CLOSE；goto START；

}

如果接收到對(duì)端的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)為偶數(shù)，Sn_MR(ALIGN)置‘1’。當(dāng)Sn_MR(ALIGN)＝1時(shí)，W5300不需要增加TCP模式的PACKET-INFO，而只將數(shù)據(jù)保存在SOCKETn的內(nèi)部RX存儲(chǔ)器。這樣將減少主機(jī)對(duì)SOCKET_INFO的額外處理，提高系統(tǒng)性能。(在前面的代碼中，Sn_MR＝0x0101可能會(huì)被Sn_MR＝0x0001取代)

偵聽

運(yùn)行LISTEN命令將W5300設(shè)置為TCP服務(wù)器模式

{

/*listen SOCKET*/

Sn_CR＝LISTEN；

/*wait until Sn_SSR is changed to SOCK_LISTEN*/

If(Sn_SSR?。絊OCK_LISTEN)Sn_CR＝CLOSE；goto START；

}

建立連接

當(dāng)Sn_SSR改變?yōu)镾OCK_LISTEN狀態(tài)時(shí)，如果收到SYN數(shù)據(jù)包，那么Sn_SSR將改變?yōu)镾OCK_SYNRECV。發(fā)送了SYN/ACK數(shù)據(jù)包后，SOCKETn就建立了連接。SOCKETn建立連接以后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。有兩種方法可以檢驗(yàn)是否建立SOCKETn的連接。

第1種方法

{

if(Sn_IR(CON)＝＝‘1’)Sn_IR(CON)＝‘1’；goto ESTABLISHED stage；

/*In this case,if the interrupt of SOCKETn is activated,interrupt occurs.Refer to IR,IMR

Sn_IMR and Sn_IR.*/

}

第二種方法

{

if(Sn_SSR＝＝SOCK_ESTABLISHED)goto ESTABLISHED stage；

}

在本實(shí)施例中，在建立連接后，在遇到以下情況時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理，如：接收數(shù)據(jù)處理、發(fā)送數(shù)據(jù)/發(fā)送處理、接收到FIN、斷開連接/斷開連接處理、關(guān)閉端口和超時(shí)等，在此不再贅述。

如圖3所示，型號(hào)為W5300的芯片的數(shù)據(jù)線和地址線分別與LPC177x微處理器連接。W5300的48、49、50、51、52、53、54、55、56、57十個(gè)管腳與圖2中LPC177x微處理器的91、88、84、78、74、72、68、58、55、52十個(gè)管腳分別連接，用作以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103的主芯片W5300與主控制模塊102的主芯片LPC1778之間的地址總線；W5300的45、44、43、42、41、40、39、38八個(gè)管腳與圖2中LPC177x微處理器的19、16、12、9、2、144、140、137八個(gè)腳分別連接，用作以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103的主芯片W5300與主控制模塊102的主芯片LPC1778之間的數(shù)據(jù)總線。

作為本實(shí)施例的一種舉例，參見圖4，圖4是本發(fā)明提供的鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4與圖1的區(qū)別在于，該網(wǎng)關(guān)還包括網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器401。網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器401連接在以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103和以太網(wǎng)總線接口104之間。

參見圖5，圖5是本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器器的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示的網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器401由型號(hào)為MS10232NL的芯片組成，對(duì)以太網(wǎng)總線通信有信號(hào)傳輸、阻抗匹配、波形修復(fù)、信號(hào)雜波抑制和高電壓隔離等作用；可以增強(qiáng)信號(hào)，使其傳輸距離更遠(yuǎn)；使芯片端與外部隔離，抗干擾能力大大增強(qiáng)，而且對(duì)芯片增加了很大的保護(hù)作用(如雷擊)；當(dāng)接到不同電平(如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V)的網(wǎng)口時(shí)，不會(huì)對(duì)彼此設(shè)備造成影響。

參見圖6，圖6是本發(fā)明提供的以太網(wǎng)接口的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，該結(jié)構(gòu)示意圖定義了以太網(wǎng)接口104的各個(gè)引腳。

在本實(shí)施例中，主控制模塊102用于系統(tǒng)初始化、TRDP以太網(wǎng)和UART數(shù)據(jù)交換，具體步驟為：

A、接收UART網(wǎng)絡(luò)的TRDP配置參數(shù)信息；參數(shù)信息包括默認(rèn)TCMS主機(jī)IP、DNS主機(jī)IP、本模塊IP與端口；

B、檢測(cè)TRDP總線的TTDB列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒?，配置靜態(tài)和動(dòng)態(tài)列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)；

C、發(fā)送DNS請(qǐng)求包，獲得實(shí)際編組下的TCMS的IP地址；

D、根據(jù)所述靜態(tài)和動(dòng)態(tài)列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)和所述實(shí)際編組下的TCMS的IP地址，實(shí)現(xiàn)接收TCMS組播信息和發(fā)送給TCMS單播通信的數(shù)據(jù)交換。

由上可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)TRDP網(wǎng)關(guān)，包括UART接口101、主控制模塊102、以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103和以太網(wǎng)總線接口104。其中，主控制模塊102分別與以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103、UART接口101連接；以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103與以太網(wǎng)總線接口104連接；以太網(wǎng)硬核協(xié)議棧模塊103用于根據(jù)TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備和列車通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。相比于現(xiàn)有技術(shù)依賴于MCU實(shí)現(xiàn)的軟件協(xié)議棧，本發(fā)明的以太網(wǎng)硬核協(xié)議模塊能夠獨(dú)立于MCU運(yùn)作，信息的進(jìn)棧/出棧，封包/解包等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理全部在全硬核協(xié)議棧中進(jìn)行，卸載了MCU對(duì)于以太網(wǎng)龐大數(shù)據(jù)處理的負(fù)載，不占用MCU資源，即使8位低端單片機(jī)也能達(dá)到數(shù)Mbps的數(shù)據(jù)吞吐率，保證了MCU高速穩(wěn)定的通信速率。

另外，硬核協(xié)議棧模塊優(yōu)化了MCU的網(wǎng)絡(luò)功能，使得低端單片機(jī)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)無需更換單片機(jī)和增加軟件開發(fā)成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，便于產(chǎn)品更新。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的TRDP網(wǎng)關(guān)支持PD模式、DNS、TTDB，本發(fā)明使用硬核TRDP協(xié)議棧替代傳統(tǒng)的軟件協(xié)議棧，可以保證us級(jí)別的組播廣播接收，便于和主控TCMS連接通訊，對(duì)比使用linux和Windows操作系統(tǒng)的軟件協(xié)議棧的以太網(wǎng)通訊，本發(fā)明實(shí)施案例的實(shí)時(shí)性提高了10倍以上。采用本發(fā)明實(shí)施例能實(shí)現(xiàn)鐵路實(shí)時(shí)TRDP以太網(wǎng)，解決目前鐵路實(shí)時(shí)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的空白問題。

進(jìn)一步的，本發(fā)明采用以太網(wǎng)硬核協(xié)議模塊的硬件協(xié)議棧，能避免軟核協(xié)議棧所面臨的病毒入侵、網(wǎng)絡(luò)癱瘓等隱患，網(wǎng)絡(luò)攻擊不會(huì)對(duì)MCU中的主程序產(chǎn)生影響，增加了MCU工作的安全性。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。