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列车超速防护系统(ATP)是列车运行控制系统的核心,具有保证列车安全运行的重要功能。车载ATP主机作为ATP系统的重要组成部分,主要功能是生成速度监控曲线,以防列车超速行驶。ATP主机与人机界面(DMI)的通信数据量大,对安全性、可靠性、实时性都有极高的要求,但是目前使用的CAN总线存在数据发送时间不确定、低优先级数据响应时间长、总线负载率高等弊端,已经无法提供足够的带宽和容错机制。因此,有必要研究新型高速通信总线替代CAN总线,应用于ATP-DMI通信系统中。在深入对比分析通信总线性能的基础上,本论文提出、研究并实现了使用FlexRay总线替代CAN总线应用于ATP-DMI通信系统的设计思路。FlexRay总线是新一代汽车总线,具有通信速率高、传输时间确定、数据传输可靠,灵活性强等特点,能够满足ATP-DMI系统的通信需求。论文采用了"FlexRay通信网络总体设计-FlexRay节点设计-FlexRay总线应用可行性验证”的研究思路,主要研究内容及研究成果如下：(1) FlexRay通信网络总体设计。通过分析ATP-DMI系统的通信结构、通信需求和接口协议,设计点对点拓扑结构的FlexRay通信网络,根据协议规范,定义网络的协议参数和调度安排。(2) FlexRay节点设计。针对通信网络的功能需求,分析得到FlexRay节点的功能定义,进而完成节点的硬件设计、软件设计。(3) FlexRay总线应用可行性验证。完成FlexRay通信网络的测试,并对数据帧波形、性能参数进行分析,对比FlexRay总线和CAN总线的服务性能,分析FlexRay总线的适用性,提出FlexRay总线的优化措施。FlexRay通信网络的测试、验证结果表明,FlexRay总线满足通信需求,可以应用于ATP主机与人机界面通信系统中。