[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510039205.5
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104618208A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周華良;鄭玉平;楊志宏;姜雷;王凱;甘云華
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)二次設(shè)備內(nèi)部的通信技術(shù)，技術(shù)領(lǐng)域?qū)俟I(yè)測控領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)二次設(shè)備多采用基于插件模塊進(jìn)行功能組合的設(shè)計方式，插件模塊為獨立的功能單元，各插件模塊通過公共背板進(jìn)行物理連接構(gòu)成系統(tǒng)。插件模塊之間以背板總線為公共數(shù)據(jù)通道，通過通信技術(shù)實現(xiàn)信息傳輸，完成數(shù)據(jù)交互與共享，為信息處理奠定基礎(chǔ)。

電力各類應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸對時延指標(biāo)有不同要求，對于模擬量采樣數(shù)據(jù)傳輸一般時延在百us級；對于常規(guī)IO數(shù)據(jù)，傳輸時延為ms級。有些應(yīng)用對數(shù)據(jù)帶寬有要求，如單臺保護(hù)設(shè)備從外部多臺過程層設(shè)備接收數(shù)據(jù)，那么設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸帶寬必須高于外部接口總帶寬。

故，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種包含以太網(wǎng)總線模塊、CAN總線模塊、同步串行總線模塊的綜合總線系統(tǒng)，可根據(jù)不同通信帶寬與時延的要求選擇總線，實現(xiàn)任意組合的總線通信功能。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

一種數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)，包括背板、以太網(wǎng)總線模塊、CAN總線模塊、同步串行總線模塊；以太網(wǎng)總線模塊包括用戶接口、接收控制、發(fā)送控制、MDIO配置接口、先進(jìn)先出存儲區(qū)；用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；接收控制部分用于從外部接收以太網(wǎng)報文，實現(xiàn)報文校驗與過濾功能；發(fā)送控制用于發(fā)送以太網(wǎng)報文；MDIO配置接口完成對外部物理通道的配置；先進(jìn)先出存儲區(qū)用于存儲以太網(wǎng)報文；同步串行總線模塊包括用戶接口、串并轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、存儲區(qū)；用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；串并轉(zhuǎn)換用于將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)；并串轉(zhuǎn)換用于將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；存儲區(qū)用于報文的緩存；CAN總線模塊包括用戶接口、位定時、發(fā)送控制、接收控制、先進(jìn)先出存儲區(qū)；用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；位定時用于節(jié)點同步；發(fā)送控制用于發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀；接收控制用于接收CAN數(shù)據(jù)幀；先進(jìn)先出存儲區(qū)用于數(shù)據(jù)幀的緩存。

本發(fā)明集成以太網(wǎng)總線、同步串行總線、現(xiàn)場總線CAN，并支持靈活配置，實現(xiàn)任意組合方式的通信功能的技術(shù)即為數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線技術(shù)；不同應(yīng)用類型的裝置可靈活地選擇這三類總線進(jìn)行組合使用，即可完成多種數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)的需要，如常規(guī)保護(hù)測控裝置可以采用同步串行總線和現(xiàn)場總線，智能站設(shè)備裝置及電能質(zhì)量監(jiān)測裝置高速ADC采樣需兼容以太網(wǎng)總線等。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的功能集成度高，減少印刷電路板面積，成本低。

(2)支持電力系統(tǒng)二次設(shè)備內(nèi)部通信方式的多種選擇，使用方便、靈活。

附圖說明

圖1是本發(fā)明數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)的一個典型應(yīng)用圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明公開一種數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線系統(tǒng)，包括背板、以太網(wǎng)總線模塊、CAN總線模塊、同步串行總線模塊。

以太網(wǎng)總線模塊內(nèi)部由用戶接口、接收控制、發(fā)送控制、MDIO配置接口、先進(jìn)先出(FIFO)存儲區(qū)等部分組成。用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；接收控制部分用于從外部接收以太網(wǎng)報文，實現(xiàn)報文校驗與過濾等功能；發(fā)送控制用于發(fā)送以太網(wǎng)報文；MDIO配置接口完成對外部物理通道的配置；FIFO用于存儲以太網(wǎng)報文。

同步串行總線模塊內(nèi)部用戶接口、串并轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換、存儲區(qū)等部分組成。用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；串并轉(zhuǎn)換用于將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)；并串轉(zhuǎn)換用于將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；存儲區(qū)用于報文的緩存。

CAN總線模塊內(nèi)部由用戶接口、位定時、發(fā)送控制、接收控制、先進(jìn)先出(FIFO)存儲區(qū)等部分組成。用戶接口用于配置與狀態(tài)信息交互、報文讀寫；位定時用于節(jié)點同步；發(fā)送控制用于發(fā)送CAN數(shù)據(jù)幀；接收控制用于接收CAN數(shù)據(jù)幀；FIFO用于數(shù)據(jù)幀的緩存。

圖1中的以太網(wǎng)總線模塊、同步串行總線模塊、CAN總線模塊均在FPGA內(nèi)部使用硬件描述語言Verilog?HDL進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)，電路具有很強的可移植性和重用性，即本設(shè)計稍作修改就可以移植到不同F(xiàn)PGA廠商的產(chǎn)品上，實現(xiàn)同樣的數(shù)據(jù)彈性交互綜合總線。