目前,世界各国的新式列车均采用列车通信网TCN(Train Communication Network)传输列车上大量的控制和服务信息,但我国列车上使用的列车通信网络设备多为国外引进。因此迫切需要研制具有我国自主知识产权的列车通信网设备。 本文首先对列车通信网协议的变量通信和消息通信的机制进行了详细讨论。分别对变量通信使用的周期轮询、源寻址广播和消息通信使用的事件巡回、事件搜索算法等关键技术进行了分析研究,并与其它网络和现场总线的相关实现技术进行了对比。这些关键技术是列车上数据传输的实时性和可靠性的有力保证,关键技术的研究为列车通信网络设备的开发奠定了理论基础。为了实现列车通信网中节点的开发,前先,在实验室组建了一个基于多功能车辆总线的通信网络,基于变量和消息的通信机制,采用多功能车辆总线的应用程序接口函数编程实现了变量和消息通信。然后,对当前列车通信网设备的主要开发方式进行了综合比较,选用了目前较为先进的数字系统开发工具FPGA和Verilog HDL硬件描述语言作为开发平台,针对曼彻斯特编码与解码、帧头的收发等难点,提出了倍频技术的解决方案,同时也解决了循环冗余码校验、帧同步、通信存储器的实现、各子模块的无缝衔接等难题。通过仿真、综合并将文件下载到FPGA中运行,实现了列车通信网中一类节点的通信功能。为列车通信网中总线管理器和网关等高类设备的开发奠定了坚实的基础。