基于雙FPGA的刀閘接口控制箱的設計

本設計為保證可靠性選用了2塊FPGA同時(shí)工作，它們之間通過(guò)模擬串行口交換信息可以實(shí)現相互邏輯上閉鎖。在電路出口處把2塊FPGA驅動(dòng)的繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)后作為最終的出口控制，又在硬體電路上實(shí)現邏輯閉鎖。如此可以保證裝置的可靠動(dòng)作，不會(huì )再有誤動(dòng)作發(fā)生。

4 整體測試
該方案設計的刀閘接口控制箱單元，已經(jīng)制成產(chǎn)品調試成功，并完成型式試驗。在數字化變電站試運行，運行中沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。測試環(huán)節進(jìn)行了以下測試。
4．1 單板硬件測試
主要測試電源系統工作電壓值及上電時(shí)序如圖8所示，通道1至3分別為1．2、5、3．3 V電壓建立波形，對于FPGA要求內核電源1．2 V建立完成后才能允許IO模塊電源3．3 V建立。圖9中通道4為3．3 V電源。通道1為FPGA程序引導完成信號DONE，DONE完成后FPGA內部邏輯可以正常工作。通道3為上電復位信號，該信號復位期間所有邏輯信號處在復位狀態(tài)，完成復位后系統就可以正常工作了。

4．2 FPGA功能測試
一般通過(guò)仿真和黑盒測試兩種方法，每一個(gè)功能模塊可以通過(guò)設定邊界條件測試功能完整性，整體邏輯功能一般通過(guò)測試輸入信號和輸出信號的邏輯關(guān)系，然后測試整套裝置的功能完整性。
4．3 整裝置功能和性能測試
整套裝置按照設計技術(shù)指標測試功能和性能，主要測試了開(kāi)關(guān)量動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間、分辨率，光口通訊測試以及整裝置環(huán)境適應性和EMC電磁兼容測試。均達到了設計要求，已經(jīng)通過(guò)試驗，滿(mǎn)足現場(chǎng)運行條件。

5 結束語(yǔ)
由于方案應用了軟體邏輯和出口驅動(dòng)電路雙重閉鎖，使裝置的運行可靠性有了很大提高，誤動(dòng)的可能性降到極小。測試和現場(chǎng)運行證明該方案是可靠的。該方案可推廣到其他對動(dòng)作可靠性要求高的場(chǎng)合。但是該方案為提高動(dòng)作可靠性而增加了相對冗余的軟件邏輯和硬件資源，必將提高系統制造成本。