[實用新型]分布集成錄波器母板及并行總線結構

無效

• 申請號: 201020208805.2
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN201741019U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 鄭高群;李尚柏;鐘睿;周維
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 成都和睿達專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

所屬技術領域

本實用新型屬計算機應用領域，涉及計算機處理的高速測量記錄系統，特別是并行分布動態大容量錄波裝置。

背景技術

動態錄波裝置是一種數字化的高速測量記錄儀器。該儀器能對外部接入的多個快速變化的相關信號進行不間斷的高速同步跟蹤采樣檢測，以捕捉被檢測信號的瞬間異常、突變或某種特定事件的發生，然后按要求對所有關聯信號進行實時動態記錄和分析。由于這種儀器能夠對多參數系統進行長時間跟蹤檢測和記錄，并自動捕捉和發現被檢測系統的故障或異常，所以在科學研究以及國民經濟各領域，特別在電力系統得了廣泛的應用。目前所使用的傳統錄波器多采用主從、集中式的系統結構。這種系統結構簡單，實現容易，但由于受系統結構的限制，有著不可避免的不足：

1、可靠性差。由于采用的是一種集中的而非分布的結構，風險非常集中，一旦后臺計算機出現故障，整個系統將無法正常工作。

2、整體性能受到系統結構及后臺機性能的制約。首先是系統容量的限制。當測量通道數增加，數據流量增加到一定程度時，前、后臺機之間的通信由于帶寬的限制而變得阻塞。其次是單臺后臺機的計算能力有限。當數據量增加到一定的程度，單臺計算機無法完成實時計算與錄波的任務。第三是數據遠傳受帶寬影響。由于所有的錄波數據都是通過后臺計算機傳送給本地工作站或遠端服務器，所以當數據量太大時，也會受到網絡帶寬的影響。

要改變上述的不足，最根本的方法是將原來主從、集中式的結構改變為并行、分布式結構，即所謂分布錄波器裝置。而分布錄波器裝置中各個子錄波器是完全獨立工作的，除了采樣與數據傳輸，其計算與錄波也是由各個子錄波器各自獨立完成，因此，如何保證裝置中各個子錄波器計算與錄波的嚴格同步是系統設計需要考慮的問題。而采用公共母板及并行總線，則是既方便分布系統集成，同時又保證數據同步的關鍵技術。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種母板及并行總線結構，以便于多個子錄波器在集成分布錄波裝置時能夠實現模塊式的集中安裝，并通過集成于有源母板上的并行總線，使各個獨立，并行工作的子錄波器在完成分布計算與分布錄波時，保證計算數據的嚴格同步以及記錄數據的時間精確標記。

本實用新型與本申請人同時申請的《可通過并行總線集成分布系統的單板錄波器》和《基于分布集成錄波器并行總線的同步方法》共同構成完整的分布集成錄波器系統結構和方法。

本實用新型的目的是這樣達到的：分布集成錄波裝置中各個子錄波器共用的母板為有源母板。在母板上安裝有用以實現復雜控制邏輯的大規模集成電路芯片以及插接子錄波器和管理機的總線插槽，同時母板上還集成了一套帶控制邏輯的并行總線。裝置中各個子錄波器上也設置了與母板相適配的并行總線。工作時，各個子錄波器通過總線插頭依次對應插接到母板上，并與母板總線聯通。所述母板上集成的并行總線包括時鐘總線、控制總線、狀態總線、校時總線、復位總線以及電源線。所述控制電路包括看門狗自動偵測與控制信號切換電路、計算同步控制電路、錄波同步控制電路、隊列同步控制電路、校時信號處理電路以及系統復位電路。所述控制總線有7條，狀態總線有6條。其中，計算控制線與計算狀態線、隊列同步控制線與隊列狀態線、錄波控制線與錄波狀態線、錄值控制線與錄值狀態線、定值控制線與定值狀態線以及令牌控制線與令牌狀態線一一對應，其余一條控制總線是看門狗控制線。所述校時總線包括內時鐘校時與外時鐘校時2條信號線。

母板上每個子錄波器總線插槽都有自己對應的看門狗自動偵測與控制信號切換電路，且各插槽的自動偵測與切換電路結構完全相同，看門狗控制線連接到看門狗自動偵測與切換電路。錄波同步控制電路由錄波、錄值與定值控制3種電路共同構成。同步計算控制電路由或門及D觸發器組成。錄值、錄波及定值控制電路均由或門及D觸發器組成。隊列同步控制電路由與子錄波器相對應的2選1多路開關所構成的優先自動切換鏈路及與門組成。復位電路分兩部分，其中一部分在子錄波器上，另一部分在母板上。校時電路也分兩部分，其中一部分在子錄波器上，另一部分在母板上。母板上集成了幾種通信網絡，包括通信網絡總線和相應的控制電路；其中，環網RS485具有優先令牌環控制。母板上設置有總線擴展插槽，N個母板通過總線擴展電纜連接構成N個母板組成的擴展系統。

所述母板上安裝的大規模集成電路芯片為在系統可編程(In?System?Programmable，簡稱ISP)CPLD器件，型號為LC4512；所述子錄波器總線插槽有0#-7#共8個，對應集成的子錄波器有0#-7#共8個。所述系統管理機總線插槽有1個，可連接一臺嵌入式管理計算機。