[發(fā)明專利]一種基于FPGA控制通信的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910577052.8
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110958290B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐樹文;徐得超;張星;王躍;張艷;趙敏;王峰;劉敏;孫麗香;鄭偉杰;王祥旭;徐翌征;陳玉峰;張磊;張用
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H04L69/08
• 分類號: H04L69/08;G06F13/40
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗輝

本發(fā)明公開了一種基于FPGA控制通信的裝置及方法，并且更具體地，涉及信息通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明裝置包括：第一信號采集模塊，第二信號采集模塊，電流檢測模塊，電壓檢測模塊，接口模塊，設(shè)備數(shù)據(jù)庫，處理器，所述處理器接收到匹配成功信息后，對通信設(shè)備和通信過程進行狀態(tài)監(jiān)測并獲取監(jiān)測信息，讀入通信設(shè)備通信配置文件，按照配置約定的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型和通信協(xié)議與電力全數(shù)字實時仿真系統(tǒng)和通信設(shè)備實時交互數(shù)據(jù)，完成通信報文格式轉(zhuǎn)換和交互數(shù)據(jù)的數(shù)值計算。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，相較于集成電路成本低廉，能夠與不同通信類設(shè)備連接工作，并將不同設(shè)備進行分類、匹配，運行方便；本發(fā)明采用FPGA硬件編程語言實現(xiàn)，比服務(wù)器加軟件模式計算速度快，安全性能高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息通信技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種基于FPGA控制通信的裝置及方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)數(shù)字實時仿真能實時模擬電力系統(tǒng)的各種過程，并能接入外部實際裝置或系統(tǒng)進行閉環(huán)試驗。目前能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)實時仿真的手段主要包括物理仿真、數(shù)字物理混合仿真和數(shù)字仿真，其中數(shù)字實時仿真基于現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)，使用靈活方便，性價比高，而且占地面積小，可擴展性好，是當(dāng)前國際上實時仿真的主要發(fā)展方向。

電力系統(tǒng)數(shù)字實時仿真系統(tǒng)通常由計算平臺、接口裝置等模塊組成。計算平臺包括多個計算核心(一般為多臺高性能服務(wù)器或多個DSP芯片)，多個計算核心間通過數(shù)據(jù)總線或高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，基于并行計算實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時仿真計算；接口裝置是數(shù)字計算平臺和外部裝置/系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)換接口，不同的外部設(shè)備/系統(tǒng)需要不同的接口裝置，通信接口用于外接通信形式連接的實際電力系統(tǒng)裝置/系統(tǒng)，基于FPGA的電力系統(tǒng)全數(shù)字實時仿真系統(tǒng)智能通信控制器是一種高效、安全的通信接口裝置。

FPGA，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。

FPGA的開發(fā)相對于傳統(tǒng)PC、單片機的開發(fā)有很大不同。FPGA以并行運算為主，以硬件描述語言來實現(xiàn)；相比于PC或單片機(無論是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu))的順序操作有很大區(qū)別，也造成了FPGA開發(fā)入門較難。FPGA開發(fā)需要從頂層設(shè)計、模塊分層、邏輯實現(xiàn)、軟硬件調(diào)試等多方面著手。

FPGA一般來說比ASIC(專用集成電路)的速度要慢，實現(xiàn)同樣的功能比ASIC電路面積要大。但是他們也有很多的優(yōu)點比如可以快速成品，可以被修改來改正程序中的錯誤和更便宜的造價。廠商也可能會提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。因為這些芯片有比較差的可編輯能力，所以這些設(shè)計的開發(fā)是在普通的FPGA上完成的，然后將設(shè)計轉(zhuǎn)移到一個類似于ASIC的芯片上。另外一種方法是用CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)，現(xiàn)有的通用控制器安全性能低。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題本發(fā)明主要目的是研究一種基于FPGA的電力系統(tǒng)全數(shù)字實時

本發(fā)明提供了一種基于FPGA控制通信的裝置，包括：

第一信號采集模塊，所述第一信號采集模塊連接電流檢測模塊，采集電流信號并將電流信號傳輸至電流檢測模塊；

第二信號采集模塊，所述第二信號采集模塊連接電壓檢測模塊，采集電壓信號并將電壓信號傳輸至電壓檢測模塊；

電流檢測模塊，所述電流檢測模塊連接處理器，接收第一信號采集模塊采集的電流信號，對電流信號進行檢測，確定電流信號無異常；

電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊連接處理器，接收第二信號采集模塊采集的電壓信號，對電壓信號進行檢測，確定電壓信號無異常；

接口模塊，所述接口模塊連接通信設(shè)備和電力全數(shù)字實時仿真系統(tǒng)，發(fā)送或接收所述處理器與通信設(shè)備間的交互數(shù)據(jù)；