[發(fā)明專利]合并單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380078766.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105453480B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡喜;卓越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H04L7/00
• 分類號(hào): H04L7/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李慧

本發(fā)明針對(duì)一種合并單元，其包括第一媒體訪問(wèn)控制器MAC、第二媒體訪問(wèn)控制器、物理層收發(fā)器PHY和以太網(wǎng)端口，其中所述第一MAC適于識(shí)別和轉(zhuǎn)發(fā)用于時(shí)間同步的包，且所述PHY適于將從所述以太網(wǎng)端口接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所述第一MAC和所述第二MAC，且經(jīng)由所述以太網(wǎng)端口發(fā)射來(lái)自所述第一MAC和/或所述第二MAC的包。來(lái)自所述第一MAC的所述包與來(lái)自所述第二MAC的所述相比具有較高優(yōu)先級(jí)。所述第一MAC和所述PHY實(shí)施在FPGA芯片中。在所述合并單元中，單一以太網(wǎng)光纖鏈路可共享以用于時(shí)間同步和MU系統(tǒng)配置、測(cè)試和/或在線診斷，同時(shí)保證±1us時(shí)間同步精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)案大體上涉及子站自動(dòng)化。特定來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)案涉及子站自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS)中的合并單元(MU)。

背景技術(shù)

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)60044-8將MU界定為到電流或電壓變換器的接口。MU用于收集和處理從電流變換器(CT)和/或電壓變換器(VT)取樣的數(shù)據(jù)，且經(jīng)由光纖發(fā)射系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到進(jìn)一步的設(shè)備。在合并單元(MU)中，始終存在用于系統(tǒng)配置、測(cè)試和在線診斷的接口，例如RS232、RS485、USB、以太網(wǎng)等。目前，在大多數(shù)現(xiàn)有MU中，存在用于系統(tǒng)配置、測(cè)試和在線診斷的專門接口(例如，專門以太網(wǎng)光纖接口)。然而，專門接口將增加MU的成本。

經(jīng)由光纖鏈路的IEEE 1588變得更流行，用于使MU同步到外部最高級(jí)時(shí)鐘。IEEE1588鏈路并不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，且不具有與取樣測(cè)量值發(fā)射信道一樣的沉重通信負(fù)載。

圖1A展示傳統(tǒng)MU中的IEEE 1588的定時(shí)過(guò)程，其中IEEE 1588通信與不同種類的通信共享以太網(wǎng)端口。大多數(shù)現(xiàn)有MU基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片(下文稱作“FPGA”)和一或多個(gè)微控制器單元(下文稱作“MCU”)實(shí)施，其中MU的核心模塊實(shí)施在FPGA中且其它功能模塊建置在外圍MCU上。如圖1A中所展示，IEEE 1588協(xié)議堆棧實(shí)施在MCU(微控制器單元)中，其具有支持IEEE 1588的經(jīng)建置媒體訪問(wèn)控制器(MAC)。MAC將從光纖端口(也稱作“FO”)接收的IEEE 1588包轉(zhuǎn)發(fā)到MCU上的IEEE 1588處理模塊，其處理這些包且產(chǎn)生每秒脈沖(PPS)信號(hào)并將此信號(hào)發(fā)射到FPGA用于MU時(shí)間同步。MU的基本功能模塊(例如取樣值的接收、處理和發(fā)射)實(shí)施在FPGA中。

圖1B展示另一傳統(tǒng)合并單元中的IEEE 1588的定時(shí)過(guò)程。IEEE 1588協(xié)議堆棧實(shí)施在MCU中，在MCU上存在連接到支持IEEE 1588的外部物理層收發(fā)器(下文稱作“PHY”)的正常MAC。PHY將從光纖端口接收的IEEE 1588包轉(zhuǎn)發(fā)到MCU中的IEEE 1588處理模塊，其處理這些包且產(chǎn)生PPS信號(hào)。

在圖1A和圖1B中展示的兩個(gè)合并單元中，IEEE 1588鏈路可與具有其它目的的通信共享以太網(wǎng)端口。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種MU。所述合并單元包括第一媒體訪問(wèn)控制器、第二媒體訪問(wèn)控制器、物理層收發(fā)器和以太網(wǎng)端口。第一媒體訪問(wèn)控制器適于識(shí)別和轉(zhuǎn)發(fā)用于時(shí)間同步的包。物理層收發(fā)器適于將從以太網(wǎng)端口接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到第一媒體訪問(wèn)控制器和第二媒體訪問(wèn)控制器，且經(jīng)由以太網(wǎng)端口發(fā)射來(lái)自所述第一媒體訪問(wèn)控制器和所述第二媒體訪問(wèn)控制器的包。用于時(shí)間同步的包可為IEEE 1588包。以太網(wǎng)端口可為光纖端口。

在MU中，IEEE 1588通信可與其它目的通信共享以太網(wǎng)端口，這簡(jiǎn)化了MU的硬件設(shè)計(jì)、改進(jìn)了可靠性且降低了材料成本。為實(shí)現(xiàn)較高時(shí)間同步精確度，來(lái)自所述第一媒體訪問(wèn)控制器的包與來(lái)自所述第二媒體訪問(wèn)控制器的包相比具有較高優(yōu)先級(jí)。所述第一媒體訪問(wèn)控制器和所述物理層收發(fā)器實(shí)施在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片中。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，物理層收發(fā)器可經(jīng)配置有第一FIFO緩沖器和第二FIFO緩沖器，其分別存儲(chǔ)來(lái)自第一媒體訪問(wèn)控制器和第二媒體訪問(wèn)控制器的包。第一FIFO緩沖器中的包將首先發(fā)射使得IEEE 1588包可經(jīng)實(shí)時(shí)處理，因?yàn)榈谝籉IFO緩沖器中的包與第二FIFO緩沖器中的包相比具有較高優(yōu)先級(jí)。