基于FPGA的自律雙機(jī)熱備系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、分散自律調(diào)度集中(FZ-CTC)是一種兼顧實(shí)現(xiàn)列車與調(diào)車作業(yè)的調(diào)度指揮形式。車站自律分機(jī)是CTC車站系統(tǒng)的重要組成部分，多采用雙機(jī)熱備制式，包含獨(dú)立的熱備單元。伴隨我國鐵路裝備現(xiàn)代化尤其是高速鐵路技術(shù)的跨越式發(fā)展，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)規(guī)模上日益龐大和復(fù)雜，傳統(tǒng)意義上熱備單元的實(shí)現(xiàn)方式，面臨著提高系統(tǒng)集成度和可靠性等的迫切要求。
　　本文首先介紹冗余熱備的系統(tǒng)模型以及自律分機(jī)熱備單元的結(jié)構(gòu)與功能需求，并進(jìn)行了熱備單元的需求分析和功能構(gòu)成

2、的方案設(shè)計(jì);依照EDA電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，考慮到提高系統(tǒng)可靠性和集成度的要求以及可編程邏輯器件在數(shù)字系統(tǒng)可重用設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，選擇FPGA器件、采用Verilog硬件描述語言，結(jié)合外圍模塊對(duì)熱備單元的雙機(jī)通信、切換模式、熱備邏輯控制以及I/O通道切換等各個(gè)構(gòu)成部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)描述和功能仿真，進(jìn)而完成了系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試驗(yàn)證。
　　在系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)和測(cè)試驗(yàn)證過程中，本文借鑒系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成測(cè)試的生命周期管理模型，指導(dǎo)系統(tǒng)開發(fā)流程的管理，

3、并分別在系統(tǒng)開發(fā)和驗(yàn)證的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行描述和分析，相繼完成熱備單元的邏輯測(cè)試用例的設(shè)計(jì)以及熱備邏輯測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境下的聯(lián)機(jī)集成測(cè)試等進(jìn)程。最后按照安全設(shè)備的要求進(jìn)行了系統(tǒng)RAMS性能評(píng)估，選用定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合的方法，重點(diǎn)對(duì)可靠性與安全性方面及其設(shè)計(jì)過程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)提供指導(dǎo)。
　　測(cè)試與評(píng)估結(jié)果表明，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自律雙機(jī)系統(tǒng)熱備單元的各部分功能需求，RAMS性能指標(biāo)可滿足安全系統(tǒng)的要求，同時(shí)在集成度和