SPORT及IDMA接口在電力系統監控產(chǎn)品中的應用

摘要：電力系統監控產(chǎn)品中，模擬量數據流程是影響系統性能的重要因素。文中提出了一種基于A(yíng)DSP中SPORT及IDMA的模擬量輸入接口。實(shí)際應用表明，該方法可以簡(jiǎn)化數據流程，提高系統效率。
關(guān)鍵詞：串行接口AD轉換器；SPORT接口；IDMA接口：ADSP芯片

國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對能源尤其是電能的要求也有所提高。因此，電力系統監控產(chǎn)品也朝著(zhù)精度更高，功能更強，響應更快發(fā)展。
當前電力系統監控產(chǎn)品如配網(wǎng)自動(dòng)化控制器、電能質(zhì)量監測、故障錄波、繼電保護等一般都采用DSP+MCU的設計方案，目的是將DSP的高速數字信號處理功能和MCU完善的管理、通訊、豐富的接口等功能相結合，從而使得產(chǎn)品功能更豐富，擴展更靈活。
對于電力系統監控產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，模擬量的獲取是一個(gè)非常重要的環(huán)節。以每周波采樣32點(diǎn)，6路模擬量計，每秒需要讀取的原始數據約為9．6 k字。顯然，頻繁的讀取工作非常繁復，不管是對DSP還是MCU。更何況許多產(chǎn)品需要更高的采樣速度和更多的模擬量輸入。而DSF與MCU之間的數據交換同樣很繁復。
文中提出了一種基于A(yíng)DSP-218X的模擬量數據流接口方法，可以避免因為頻繁讀取模擬量相關(guān)數據而造成的資源浪費。經(jīng)產(chǎn)品驗證，本方法更靈活，更合理。

1 接口原理
圖1為模擬量接口框圖。其中，ADSP-2185M主要負責AD轉換器輸入數據的收集和實(shí)時(shí)計算。由Actel公司的FPGA(APA150)實(shí)現采樣控制和接口邏輯。ADS8509是TI公司的一款SAR型AD轉換器，其精度為16位，采樣速度最高250KSPS，接口為串行接口。圖1也反映了模擬量數據流程。ADS8509在FPGA的控制下完成模擬量采集，其數據經(jīng)SPORT0口進(jìn)入ADSP-2185M。DSP在完成計算后，其計算結果經(jīng)IDMA口讀入MCU。

1．1 模擬量轉換結果輸入接口
SPORT口是AD公司獨有的一種同步串行口。在A(yíng)DSP-218x系列、Blackfin等系列產(chǎn)品中都有提供。SPORT口有5根信號線(xiàn)，其定義為：
SCLK：時(shí)鐘信號
RFS：接收幀同步信號
TFS：發(fā)送幀同步信號
DR：串行數據接收
DT：串行數據發(fā)送
SPORT口有幾個(gè)突出的特點(diǎn)，包括：SPORT口是雙向的，具有獨立的雙緩沖發(fā)送或接收數據區即Double-buffered功能；Autobuffering即自動(dòng)緩沖功能；幀長(cháng)可變，串行數據長(cháng)度從3到16位可選；時(shí)鐘信號可變，而且可以外部輸入，也可以?xún)炔慨a(chǎn)生等。
Double-buffered即雙緩沖功能，實(shí)際是指發(fā)送和接收均有發(fā)送數據寄存器和移位寄存器共兩個(gè)寄存器，避免了因響應不及時(shí)導致的數據丟失：Autobuffering即發(fā)送／接收的數據可以基于DMA操作自動(dòng)讀出／寫(xiě)入環(huán)形緩沖區，而不需要外部干預。一旦發(fā)送緩沖區發(fā)完／接收緩沖區收滿(mǎn)，即可以引發(fā)中斷。如果在中斷服務(wù)程序中將緩沖區設為另一個(gè)，則可以?xún)蓚€(gè)緩沖區輪流工作，從而為數據處理留出足夠的時(shí)間。