[發明專利]一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路

在審

• 申請號: 201810476886.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108828351A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 王崢;王于波;李良;劉國華;于同偉;葛維春;李延;丁岳;張武洋;盧巖;楊文;耿亮;劉柱
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;北京智芯微電子科技有限公司;國家電網公司;國網信息通信產業集團有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍

本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路。本發明是包括：保護核、通訊核以及自檢邏輯；其中，保護核包含保護邏輯電路和保護用MCU核，通訊核包含通訊邏輯電路和通訊用MCU核；自檢邏輯與通訊核通過通信核的調試接口進行連接；自檢邏輯與保護核通過保護核的調試接口進行連接；通訊核生成的自檢電氣量通過通訊核的IO口輸出；保護核與通訊核間通過共享內存的方式進行數據交互，通過中斷信號和IO口進行控制交互；其余連接均為直線連接。本發明極大提升了保護裝置的可靠性；實現對保護裝置正常工作狀態的高度模擬，提升自檢功能的覆蓋率；根據具體保護場景加載不同的故障模擬程序，提高保護裝置的適用場景。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路。

背景技術

目前，智能變電站相關技術取得了長足發展。電子式互感器、合并單元、智能終端等新設備大量應用，智能IED設備的布置方式由二次小室向戶外柜、預制艙等就地化方式過渡，新技術、新設備的應用和安裝方式的變化給二次專業帶來了新的問題。常規繼電保護中間傳輸節過多導致繼電保護速動性指標降低；戶外柜安裝的二次設備防護等級低、故障率高。

就地化小型化裝置可以減少數據傳輸中間環節，進一步提升繼電保護的速動性和可靠性；就地化裝置基于航空插頭實現了即插即用提升運維效率，并且減少屏體數量和建筑面積降低了全站的建設成本。當前，就地化線路保護僅實現單間隔保護功能，對于跨間隔的母線保護、變壓器保護由于實現模式不同，對硬件的網絡性能、同步性能、數據處理能力等提出了更高的要求，現有就地化線路保護的硬件無法滿足上述要求。

近年來，低功耗芯片集成技術、光纖通信技術等發展迅速，對繼電保護專業而言既是機遇、亦是挑戰。芯片技術的發展使集成電路性能大幅提升，芯片的處理能力比10年前提升了10倍以上，功耗降低了80%以上，保護裝置硬件集成化就地化設計具備了物質基礎。當前電力系統中90%以上的核心芯片依賴于進口，存在著成本高供貨周期長的問題。因此，以就地化保護為契機，研制基于專用芯片的保護裝置，可滿足變電站線路、母線、主變等間隔就地化保護裝置的性能需求，同時又推動專用芯片在電力系統的應用，帶動國內芯片產業的發展。

保護裝置用于實現對一次設備的保護，因此，其自身的可靠性要求很高。

基于此，本發明提出，基于芯片化保護裝置的雙核架構，設計了一種高可靠的芯片化保護裝置，在保護裝置初始化時利用通訊核對保護核進行自檢，達到提升整體可靠性的目的。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提出一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路，其目的是為了保證繼電保護裝置的可靠性。在芯片化繼電保護裝置中加入自檢邏輯，繼電保護裝置在初始化時首先進行自檢，自檢不通過時發出告警，自檢通過后才進入正常工作狀態。

為了實現上述發明目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路，包括：保護核、通訊核以及自檢邏輯；其中，保護核包含保護邏輯電路和保護用MCU核，通訊核包含通訊邏輯電路和通訊用MCU核；自檢邏輯與通訊核通過通信核的調試接口進行連接；自檢邏輯與保護核通過保護核的調試接口進行連接；通訊核生成的自檢電氣量通過通訊核的IO口輸出；保護核與通訊核間通過共享內存的方式進行數據交互，通過中斷信號和IO口進行控制交互；其余連接均為直線連接。

所述自檢邏輯，控制自檢狀態和正常狀態的切換、控制通訊核加載自檢代碼、監控保護核的輸出狀態并進行正確性判定、當保護核功能異常時發出報警信號。

所述一種高可靠的芯片化保護裝置自檢電路的自檢方法，包括如下步驟：

自檢邏輯作為自檢功能的主控單元，在每次上電需要啟動自檢功能時接管整個裝置，置保護核、通訊核等單元處于指定狀態；

自檢邏輯切換保護核的輸出，使保護信號僅輸出給自檢邏輯；