列车与铁路

高效安全的铁路车载电子设备和道旁设备的连接与控制

概述

长途列车、高速列车、轻轨列车和地铁等现代列车都内建智能系统,带来了快捷、安全、可靠、舒适的出行。在车载及道旁系统设计各个环节的创新,可在提高性能和效率的同时,提高安全性。

车载控制系统可实时采用有弹性的方法处理来自大量客舱组件的数据,这些组件包括舱门、照明、摄像头、空调、刹车、盥洗间、显示器、诊断功能和电源管理等。

道旁对象可通过智能信令确保行车安全,管理轨道沿线和站台上的配电,提供安全的视频监控,并通过 HMI 和显示器等信息系统为站台上的乘客提供支持。有关可用性和内建诊断以及网络兼容性的增强要求是强制性的。

只有 Xilinx 将可扩展的处理性能、确定的可编程逻辑、功能安全的认证设计流程及业界一流的安全性与恶劣条件下的长期可靠性和使用寿命极长的电源相结合。设计人员可从在 Xilinx Zynq-7000 和 Zynq UltraScale+ 系列 SoC 之间重复使用获得极大优势。这可为在不同应用之间进行的嵌入式和基于云技术的软件开发投资最大限度提高生产力,这些应用包括:

  • 节能辅助和牵引等马达控制
  • 操作面板的弹性控制、刹车、诊断功能、电源管理
  • 针对道旁控制和云计算旅行优化的安全连接
  • 乘客安全及舒适设施的实时连接控制,如车门、照明、空调、盥洗间、娱乐以及紧急通信系统等

Xilinx 解决方案和设计方法包括永不过时的高时效网络、实时连接、专门针对功能安全性构建的架构,以及集成型硬件信任根,这些都是精心设计的、可扩展的、灵活应变的、工业级嵌入式平台,而不仅仅是一款通用嵌入式处理器的有力说明。Xilinx 生态系统中的合作伙伴不仅可通过业界领先的 IP 来扩展产品,实现差异化,而且还可通过从基础设计支持到特定领域安全性的设计实现方案提供帮助。

经过验证的功能性

  • 关键子系统的嵌入式人工智能预测维护
  • 在一款灵活应变的器件中提供现代连接协议和原有连接协议
  • 异构架构将通过卸载来解决处理器专用架构中的瓶颈问题,从而可最大限度提高性能功耗比
  • 高级多传感器驱动程序辅助功能支持前面及周围感知
  • 通过 PLC 的 Cortex A 内核提供的运行时环境
  • 机器学习技术,可实现秘密的高级实时嵌入式视频监控功能
  • 实时分析与机器学习
  • 加密加速与第三方解决方案实现的网络安全性,可实现与工业以太网联盟 (IIC) 及可信计算联盟 (TCG) 的建议保持一致
  • 产品使用周期更长,通常超过 15 年以上
  • 软件及数字逻辑的安全 OTA 更新,停机时间短
 
设计范例 说明 器件支持

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列车车载安全技术的 MPSoC

  • 四核 Cortex A53 ,可通过硬件加速同时执行 PLC 运行时、HMI 和实时连接(如 TSN 或 EtherCAT)。
  • 该架构可实现具有深远意义的差异化。
  • 可使用 Cortex A53 支持的运行时。

Zynq-7000

Zynq UltraScale+ MPSoC


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集成型视频监控

  • 支持传感器接口、视频编码器、图像信号处理及加速 xNN 推断引擎的解决方案。
  • 提供完整的网络安全解决方案协议栈(第 3 方)。
  • 是车上及道旁分布式监视的理想选择。

Zynq UltraScale+ MPSoC

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SoC-e 的弹性以太网接口与交换机

  • 在 Xilinx 器件上集成以太网交换机,可简化异构系统与应用之间的通信。
  • SoC-e 的 IP 通过非阻塞矩阵基础架构实现,该基础架构是在运输系统中实现联网的坚实基础。
  • 该架构不仅能够与 HSR、PRP、MRP 及 TSN 等协议相结合,而且还能够通过硬件支持的加密技术进行扩展,实现线速安全。

FPGA

Zynq-7000

Zynq UltraScale+ MPSoC


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Xilinx SoC 的 TSN 子系统

  • 客户可配置的工业 TSN 应用 IP 核和两个支持所有相关协议的外部端口:IEEE 802.1Qbv、802.1AS、802.1Qci、802.1Qbu、802.1Qci、802.1CB、802.3br

Zynq-7000

Zynq UltraScale+ MPSoC


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支持 HMS Anybus IP 的工业以太网从设备

  • 所有相关的工业以太网从设备协议(Profinet、EtherNet/IP、EtherCAT、Powerlink 和 Modbus-TCP)都由 HMS 的 Anybus IP 提供。
Zynq-7000

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工业以太网主控器

  • 控制器必须包含工业网络的主设备功能。
  • Zynq SoC 及 MPSoC 中的嵌入式 ARM 核都非常适合运行主控器协议。
  • 来自外部网络的数据被转发到控制器运行时。

Zynq-7000

Zynq UltraScale+ MPSoC

技术文档
解决方案堆栈
iiot-hc-solutions-stack

有些工业和医疗保健物联网产品需要用到 Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈的所有模块,所有的产品都或多或少会用到一些模块。Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈包括 Xilinx 及生态系统的构建块,其可在整个工业和医疗物联网平台间使用。使用 xilinx 工业和医疗保健物联网系统,您不一定要从零开始。探索 Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈的不同元素,不仅可最小化开发时间和开发成本,而且还可最大化在您的新一代工业和医疗保健物联网平台上对设计的重复使用。