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列车HDLC同步通信的设计与实现


1.  应用

HDLC协议是列车通信常用协议,为了降低信号线的数量,通常采用NRZI编码格式。

下图所示为列车TCMS系统、或TMS系统基于RS-485总线的半双工HDLC通信:

 有些列车也会采用RS-422全双工模式,如下图所示:



2.  HDLC协议实现方案

2.1  专用HDLC通信芯片

早期实现往往采用HDLC协议芯片,如SAB82532、Intel8274、PT7A6525等同步串行通信控制器芯片。

专用通信芯片的方案,技术上有以下缺点:

●  开发难度高

●  一般采用并行总线与主机通信,占用I/O数量太多

由于这些HDLC通信芯片早已停产多年,如今选择HDLC协议芯片的方案已不合时宜。

2.2  协议转换器方案

采用成熟的协议转换器,把HDLC同步串口转换为以太网、异步UART接口,是一个可行的方案。


3.  方案选型

亚册提供芯片级、模块级、板卡级、设备级的协议转换器,多路HDLC接口,支持以太网、异步串口、CAN等接口与HDLC协议的转换。

型号

图片

描述

HDLC-LCM

低功耗嵌入通信式模块

●  12100M以太网PHY

●  24路同步串口

●  支持同步HDLC、异步UART工作模式

●  支持NRZNRZI编码

●  +3.3V供电

●  2.0mm排针接口,工业级宽温

 

HDLC-BOARD

嵌入式开发板

 

●  2100M以太网接口

●  2带隔离同异步串口

●  1路带隔离扩展接口,可选CAN接口

●  串口支持HDLC协议、异步UART模式

●  5 ~ 17 VDC宽压供电

●  工业级宽温

 

HDLC-USB

便携式

协议转换器

●  110/100M以太网接口

●  2路多协议同异步串口

●  支持RS-232RS-422RS-485

●  支持HDLCTCMSUARTBIT

●  支持USB供电

●  工业级宽温

●  轻薄小巧,便于携带

HDLC-TCMS

列车同步串口

转换器

●  2100M以太网接口

●  2RS-485带隔离同异步串口

●  2路扩展接口,可选串口或CAN

●  支持同步HDLC协议、异步UART工模式

●  支持NRZI、曼彻斯特、差分曼彻斯特、DBPL等编码格式

●  完备的隔离保护

●  工业级宽温

 

 

4.  HDLC转以太网TCMS应用示例


4.1  TMS消息发送操作

TCMS主机通过网络发送UDP报文,HDLC协议转换器收到后转化为HDLC帧送至RS-485总线。


UDP报文转换为HDLC帧的数据格式映射如下所示:



其中:

●  Flag为0x7E

●  CRC值由协议转换器计算后填入

4.2  TMS消息接收操作

HDLC协议转换器收到从机发出的HDLC帧,转换为UDP报文经以太网送给TCMS主机。


HDLC帧转化为UDP报文映射关系如下所示:

 

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