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作为信号系统的控制核心,运算单元有其自身特点,主要表现在:安全性要求,必须满足故障导向安全的要求,系统结构上必须采用二取二或者三取二的冗余结构,用于消除软硬件单点故障引起的安全风险。运算性能要求,信号系统的控制逻辑越来越复杂,同时又需要对安全通信协议进行编码和解码,故其CPU要达到一定的处理能力。数据通信吞吐能力要求,地面控制系统管辖的设备越来越多,控制软件大多采用周期执行的方式,尽可能的需要在每个周期和其他设备通信,高速、可靠的通信通道必不可少。可靠性、环境适应性要求,逻辑运算单元应具有较高的可靠性,可靠性的降低会显著提升安全性。另外,信号系统工作环境复杂,硬件系统应具备一定的抗噪性,能够在高温、低温、潮湿、振动等环境下正常工作。2.3 通信接口随着相关安全通信协议的不断完善,以太网标准设备可靠性的提升,铁路信号系统间和内部也越来越多的采用以太网通信。以太网组网方便,远距离传输也有成熟的工业产品,逻辑运算单元显然要具备高速可靠的以太网接口,便于系统功能拓展。3 逻辑运算单元硬件架构设计3.1 基于PC104的运算单元PC104标准产生较早,其外围配套电路设计简单,模块化扩展功能方便,工业一体机电容触摸不灵如何处理目前在很多信号系统的运算单元中得到应用。但因其采用并行数据总线ISA或PCI,致使其运算性能和数据通信吞吐能力有限。3.2 COM Express技术COM Express是国际PICMG协会定义的计算机模块标准,是一种高度集成的单板计算机,特别适合于执行自定义的工业计算机解决方案,适合于在标准的单板计算机因结构或由于缺乏扩展性而不适合时使用,在COM Express标准里抛弃了之前的低速度PCI、IDE信号,是一个以全新的高速计算机接口为主的标准,PCI Express,串行ATA,千兆网口,与PC104标准相比,数据吞吐能力大为提升。从架构上来讲,COM ExpresS可以理解为将一个Highly Integrated CPU及其最小系统做成一个Module,并且这个Module可以通过COM Express定义的标准接口扩展一个用户定制的具有专门用途的主板(Customized Carrier Board)上,从而构成一个产品或者系统。3.3 基于COM Express的运算单板使用标准的COM Express模块配合少量外围电路,即可实现运算单板功能。如图2所示,采用COM E

【 浏览次数:349 】【 发布时间:2018-01-15】

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