牵引控制单元通信协议栈开发详解 · 课程目录

TCU协议栈概述

牵引控制单元作用 · 层次架构 · 核心挑战与设计目标

物理层设计（一）

RS-485标准 · 差分信号 · 拓扑 · 终端匹配电阻

物理层设计（二）

MVB物理层 · EMC防护 · 隔离器件 · 浪涌保护

数据链路层（一）

HDLC帧结构 · 标志字节 · 比特填充 · CRC-16/CCITT

数据链路层（二）

帧类型 · 窗口机制 · 流量控制 · 链路建立与释放

数据链路层（三）

状态机设计 · 超时重传 · T1/T2/T3 · 错误恢复

网络层设计（一）

功能需求 · 地址映射 · 路由表 · 哈希/二分查找

网络层设计（二）

分段重组 · MTU协商 · 头部格式 · 标志片偏移

网络层设计（三）

状态机 · 静态/动态路由 · 拓扑收敛策略

传输层设计（一）

服务模型 · 端口管理 · 三次握手

传输层设计（二）

可靠传输 · 滑动窗口 · Go-Back-N · 拥塞控制

传输层设计（三）

状态机 · 四次挥手 · 半关闭处理

应用层协议设计（一）

需求分析 · 过程/消息数据 · APDU格式

应用层协议设计（二）

周期性过程数据 · 事件驱动 · 优先级队列

应用层协议设计（三）

服务原语 · SAP管理 · 多路复用

协议栈内存管理

内存池 · 零拷贝 · 描述符环 · 泄漏检测

协议栈定时器管理

红黑树/时间轮 · Tick配置 · 溢出回调

协议栈任务调度

RTOS任务划分 · 优先级 · 消息队列/信号量

协议栈接口设计

SAP定义 · 应用层API · 驱动层API

协议栈配置管理

静态配置表 · 动态配置 · EEPROM/Flash

协议栈安全机制

消息认证码 · AES加密 · 防重放 · 安全启动

调试与测试（一）

日志系统 · 协议分析 · 单元测试框架

调试与测试（二）

集成测试 · 性能测试 · 72h压力测试

协议栈性能优化

Profiling · 内联/宏 · 缓存友好 · 编译器选项

协议栈移植与适配

HAL设计 · MCU移植 · GCC/IAR/Keil

TCU与IEC 61375标准

列车通信网络 · MVB · CANopen · 符合性测试

TCU与IEC 61375-2-5 (ETB)

以太网骨干网 · TSN · 802.1Qbv实现

协议栈冗余设计

双通道A/B网 · 无缝切换 · 心跳/看门狗

案例分析（一）

某地铁项目 · 需求分析 · 架构设计

案例分析（二）

编码实现 · 测试验证 · 运维升级