基于IP核的电力系统监控装置SOC设计
摘要 介绍了一种基于IP核的电力系统监控装置,详细描述了该装置的IP核模块,并设计了基于FPGA的硬件仿真平台,验证了系统功能的正确性。提出了在硬件设计和IP核开发中所运用的关键技术。
关键词 IP 片上系统 FPGA 电力系统监控
1 引言 电力系统运行参数的监测在电力系统的生产和自动化控制中是一个非常重要的内容。随着集成电路的设计技术和深亚微米制造技术的迅速发展,集成电路已进入片上系统时代,且由数字SOC(SystemOnChip)全面转向数字和模拟混合信号SOC。本系统设计是将电力系统监控装置所需的信号采集、转换、存储、处理和IO等各个部分功能尽可能下载于同一芯片中,实现片上系统,从而大大缩小其体积;同时简化了PCB系统设计和提高了整个监控装置的抗干扰能力。
2 系统结构 整个监控系统是一个实时数据处理系统。它用来实时监测保护对象的电流、电压、频率等参数,一旦设备出现故障,可根据预定的保护算法自动给出触发信号,保证电力系统的安全可靠运行。本系统功能设计的验证是在总结前人工作的基础上,采用以现场可编程门阵列(FPGA)构成的数据采集处理和高性能工业控制机为硬件核心,并以NI公司的图形化编程语言Labview作为平台的计算机监控系统。本装置硬件结构原理图如图1所示。
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关键词 IP 片上系统 FPGA 电力系统监控
1 引言 电力系统运行参数的监测在电力系统的生产和自动化控制中是一个非常重要的内容。随着集成电路的设计技术和深亚微米制造技术的迅速发展,集成电路已进入片上系统时代,且由数字SOC(SystemOnChip)全面转向数字和模拟混合信号SOC。本系统设计是将电力系统监控装置所需的信号采集、转换、存储、处理和IO等各个部分功能尽可能下载于同一芯片中,实现片上系统,从而大大缩小其体积;同时简化了PCB系统设计和提高了整个监控装置的抗干扰能力。
2 系统结构 整个监控系统是一个实时数据处理系统。它用来实时监测保护对象的电流、电压、频率等参数,一旦设备出现故障,可根据预定的保护算法自动给出触发信号,保证电力系统的安全可靠运行。本系统功能设计的验证是在总结前人工作的基础上,采用以现场可编程门阵列(FPGA)构成的数据采集处理和高性能工业控制机为硬件核心,并以NI公司的图形化编程语言Labview作为平台的计算机监控系统。本装置硬件结构原理图如图1所示。
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