[發明專利]一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法

有效

• 申請號: 201810496312.4
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108667852B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙立;王濤;肖慶華;余傳坤;蘇忠陽;蔡澤祥
• 申請（專利權）人: 廣州穗華能源科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 廣東高端專利代理事務所(特殊普通合伙) 44346
• 代理人: 鮑璐璐

本發明提供一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法，包括步驟：1)接收軟件下發的配置信息；2)選擇發送通道并進行運算；3)SV報文組幀；4)發送SV報文；其中，通道單元、乘數單元、除數單元、采樣閥值單元、品質質量單元、SV幀頭單元是軟件下發到FPGA內部存儲單元的配置信息。本發明提供的由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法，采用FPGA的方法實現SV組幀、閾值比較、品質位獲取以及二次值到一次值的乘除運算，相較于CPU而言，效率更高；組幀形式靈活，對AD采集的模擬量數據可以任何選擇通道進行SV組幀。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，特別是涉及一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法。

背景技術

目前，IEC61850標準提出了變電站自動化系統功能分層的概念。將變電站設備按照功能分為三層：即過程層、間隔層、站控層。

過程層主要功能是交流模擬量、直流模擬量、狀態量就地轉化為數字信號提供給上層，并接受和執行上層下發的控制命令。過程層設備包括一次設備及其智能組件。

間隔層主要功能是采集本間隔一次設備的信號，控制操作一次設備，并將相關信息上送給站控層設備和接受站控層設備的命令。間隔層設備由每個間隔的控制、保護、監視裝置組成。

站控層主要功能是實現對全站一次、二次設備進行監視、控制以及與遠方控制中心通信。站控層設備包括監控主機、遠動工作站、操作工作站、對時系統等。

SV(Sampled Vaule)報文也是采用發布者/訂閱者的通信結構。SV報文是一種時間驅動的通信方式，即每隔一個固定時間發送一次采樣值。其最主要的傳輸要求是實時性、快速性。當由于網絡原因導致報文傳輸丟失時，發布者(電流、電壓傳感器)并不要緊，應繼續采集最新的電流、電壓信息。而訂閱者(比如保護裝置)必須能夠檢測出來。這可以通過SV報文中的采樣計數器參數SmpCnt來解決。

現有技術利用CPU較強的運算能力來進行SV報文的打包，并為SV報文指定發送時間，將SV報文送到FPGA的發送緩沖區，FPGA定期查詢發送緩沖區是否有報文，如果有報文，解析出報文的發送時間，將發送時間與FPGA內的高精度計時器時間進行比較，在SV報文的發送時間點時將SV報文發送出去。涉及到SV報文的運算、組包都由CPU完成，FPGA只負責SV的定時發送。

現有技術要求采集值先上送給CPU，然后CPU對采集值進行處理，獲取品質信息，進行二次值到一次值的乘除運算，然后打包為SV報文，并指定發送時間，這樣的處理過程導致延時過長且增加了CPU的處理時間，而且報文發送時間需要反復校正以期達到最大最低延時和精確發送。

因此，需要提供一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法以解決上述技術問題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法，采用FPGA的方法實現SV組幀、閾值比較、品質位獲取以及二次值到一次值的乘除運算，相較于CPU而言效率更高；組包形式靈活，對AD采集的模擬量數據可以任何選擇通道進行SV組幀。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種由FPGA實現SV報文組幀及發送的方法，包括步驟：

1)接收軟件下發的配置信息：

接收采集數據的通道選擇；

接收對應的通道要進行的乘法運算的乘數；

接收對應的通道要進行的除法運算的除數；

接收對應的通道的采樣閥值；

接收對應的通道的品質質量；

接收SV報文頭；

基于FPGA的AD采集模擬量數據；