MVB也可以用作列车总线。

(LonWorks、、等在列车上的应用相比，在实时性、可靠性、可管理性、介质访问控制方法、寻址方式、通信服务种类等方面有着一定的优势。但由于是专门针对列车通信网络而开发，其适用范围、供货商、经济性均不如其他几种通用现场总线。尤其是所有与连接的设备都需要通过网卡访问，而国外公司对该网卡的核心芯片的垄断，给国内机车推广使用和开发的其它应用带来了极大的阻力。如果能用通用的实现的功能，不仅会大大推动国内的应用，而且对国内今后自行制订列车网络标准也是大有裨益。

1主动式网卡硬件结构

2MVBC内部模块系统框图虚线内部分

MVB网卡

MVB设备的类别和功能，可以分为被动式网卡和主动式网卡。被动式网卡具有过程数据传输功能，板卡上没有应用处理器，一般不作为总线管理器和进行消息数据通信。

MVB网卡有板上应用处理器，适合定义的全部类设备，但一般用于类及类以上设备网络接口单元，实现过程数据和消息数据通信，并可作为总线管理器。其硬件结构框图如图所示。

FPGA实现

MVB网卡上除了，其余都是通用器件，价格低廉且容易找到替代品。只有是专门为总线设计，用于设备与总线通信。其内部包含编码译码电路和控制通信存储器所需的逻辑电路，用来控制帧的发送和接收如冲突检测、帧的前导比特处理、校验位的处理等、对输入帧译码并检验其有效性，以及把数据存放到相应的通信存储器中。考虑到布线的成功率，本文选用公司的来实现。

2所示，各模块功能和工作方式如下。

GTMVBC与总线的接口电路，解码模块接收曼切斯特编码信号，并通过检测观察线上的信号获取正确的编码。接收时，区分主帧和从帧，读取帧数据和位的并存放于接收缓冲区中。且由内部的错误检测机制确保汉明距离为。而编码模块把位的数据通过曼切斯特编码转变为的串行数据流，并以主帧或从帧的形式发送出去;发送、接收缓冲模块存储要发送的帧和校验序列;主控模块接收来自报文分析单元的控制命令，完成主帧的获取、端口预处理、数据传输、端口后处理以及的命令反馈等操作。进行报文分析，对接收的各种错误的主、从帧进行处理，并通过准确的定时控制整个系统的主、从帧的发送、接收和各种超时处理。访问控制模块主要接收来自、的各种端口的访问请求，实现链路层和网络层的通信。仲裁控制器解决和对的访问仲裁，决定的访问模式和对地址逻辑的译码方式。地址逻辑单元受控制，实现对访问的地址解析、译码，以及实现对、配置寄存器访问的地址编、译码。内部寄存器阵列实现对各个配置寄存器的位读写，及其对每个寄存器的读写，同时还实现如中断逻辑等需自动状态更新的功能。中断逻辑是接收包括内部和外部中断源申请的个中断，在中断屏蔽寄存器、中断申请待决寄存器、中断状态寄存器和中断判优逻辑的控制下形成相应的中断向量，以供进一步处理。端口监控机制模块提供对宿端口数据刷新频率的监控。向下兼容接口模块是为了支持简单的、低级的总线设备的通信而专门设置的功能模块。时钟产生器产生芯片内部需要的各种频率的时钟信号。

MVBC的主、从帧的发送、接收和各种超时处理。

TAU工作状态可划分为三个主状态和个中断。中断分别是：错误主帧、错误从帧、重复主帧、重复从帧、主帧完成、从帧完成、响应超时和总线超时。三个主状态由于发生事件不同，状态也有不同的转换，以从设备为例具体工作过程如下：

 MFC中断，通知端口预处理，转为等待从帧状态。

 EMF中断，转为忽略从帧状态，此时不报告。

 DSF中断，继续等待主帧。

 ESF和中断，继续等待主帧。

 BTI中断，通知解码模块进行线切换，继续处于等待主帧的状态。

MCU处于将等待发送、接收或忽略本次操作的命令。

 MFC中断，通知端口预处理，继续等待从帧状态。

 EMF中断，转为忽略从帧的状态，报告取消当前操作。

 SFC中断，报告处理从帧，转换为等待主帧的状态。

 ESF中断，报告取消当前操作，转为等待主帧的状态。

 RTI中断，转为等待主帧状态，并报告取消当前操作。

MCU已取消当前操作。

 DMF中断，通知进行端口预处理，转为等待从帧状态。

 EMF中断，继续处于忽略从帧状态，不向报告。

 SFC中断，转为等待主帧状态。不向报告。

 ESF中断，转为等待主帧状态。不向报告。

 MCU报告。

4个部分，在工作站上用进行仿真验证，分组验证如下。

CPU与的访问、仲裁逻辑和宿时间管理。

MVBCFcode 0、、、、的主设备功能以及、、的事件轮询读取主帧表、单双端口处理、数据存储，以及消息队列处理等各主要功能。同时还验证中为每种配置字的主帧表以及物理端口数据内容，并验证向发出的内部指令顺序。

FPGA实现的与专用芯片具有几乎一样的功能和特点，采用位数据总线，通讯存储器的寻址空间最大可为，支持逻辑和设备寻址报文端口最大可为个。内嵌完整的类设备协议，可实现多达个主帧的自动精确定时发送。另外，还提供个通用定时器、基于矢量的智能中断逻辑以及宿端口通讯超时监视、消息队列的自动处理、设备地址可编程等功能。但由于使用的是通用器件，所以不能集成如那样的电平转化和隔离的功能，需要外加耦合变压器或转换芯片。