基于A(yíng)RM和FPGA的電力光纖信號分析儀的設計
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控制存儲部分主要包括控制和存儲兩個(gè)部分?？刂撇糠种饕?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/FPGA">FPGA來(lái)完成，主要功能包括：DDR數據的接收、時(shí)鐘管理、脈沖檢測、FLA-SH接口和ARM控制接口等功能。存儲部分由FPGA和NANDFLASH兩部分完成，其中FPGA提供RAM存儲，NAND FLASH提供ROM存儲，其關(guān)鍵芯片FPGA選定為XC5VLX30-1FFG676C。該FPGA總共包含300萬(wàn)門(mén)，內置RAM為1 152 Kb，可用管腳為400個(gè)，最大支持200對LVDS，有32個(gè)專(zhuān)用乘法器資源。由于緩存深度要求為400 Kb，所以FPGA滿(mǎn)足緩存深度的要求。FPGA和AD前端的管腳消耗小于100位，和FLASH的管腳消耗小于60位，和ARM部分連接資源消耗小于100位，所以管腳資源肯定滿(mǎn)足要求。至于邏輯門(mén)數和乘法器的消耗也充分滿(mǎn)足系統要求。
電源管理主要為了生成板內所需要的各種電壓，根據主機板的需要，電源模塊能夠將電池提供的電壓轉換為多路電壓提供給主機板，而當接電源適配器時(shí)，不僅能對電池進(jìn)行充電，還可以同時(shí)向主機板供電，其中的關(guān)鍵芯片DC／DC使用TPS54331實(shí)現5V直流轉換為所需要的1.0 V，1.8 V，2．5 V等直流電壓，其結構如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191235.htm
另外，為了節省電池電量以及設備的安全運行，可通過(guò)軟件控制，當設備長(cháng)時(shí)間沒(méi)有操作使用時(shí)，能實(shí)現系統自動(dòng)關(guān)機。
2．3 顯示控制部分設計方案
該部分完成整個(gè)系統的人機界面、數據顯示、協(xié)議解析等功能，基本思路是在設定的工作模式下控制其他模塊進(jìn)行放大、選擇、高速采集并存儲，完成波形顯示、處理等任務(wù)。還可以根據需要選擇被測信號的格式類(lèi)型以及測試通道的切換。顯示板卡完成功能及連接關(guān)系如圖6所示。
2．3．1 存儲器接口
該部分由三部分構成，即雙口RAM，NORFLASH及FRAM，其中RAM的數據來(lái)源于A(yíng)DC采集板實(shí)時(shí)存放顯示控制板需要的數據；NOR FLASH存放需要備份的數據，如檢測到重要的數據信息等；FRAM是整個(gè)系統的BIOS，提供系統工作初始狀態(tài)等信息。
2．3．2 IEC61850規約
ARM對來(lái)自接口板的經(jīng)光電轉換及采集板高速A／D轉換的9-1，9-2及GOOSE報文信號進(jìn)行解析、注釋、報文存儲等操作。
2．3．3 人機界面
該部分包含人機交互界面控制、波形顯示等功能，實(shí)現用液晶顯示屏完成來(lái)自采集板的數據顯示，并通過(guò)鍵盤(pán)操作完成部分等同于數字存儲示波器的功能。如波形平移、放大、縮小以及測試通道的切換等操作。使操作者能更直接地觀(guān)察到變電站實(shí)時(shí)工作狀態(tài)信息。
3 結語(yǔ)
本文從硬件方面介紹了一臺基于A(yíng)RM和FPGA用于完成數字化變電站實(shí)時(shí)信號的獲取、解碼、分析、顯示等功能的光纖信號分析儀的研究與設計。能快速直接的掌握變電站的工作狀態(tài)，設備的運行情況及報警、報修等有用信息。為了操作攜帶更為方便，以后將考慮將設備向小型化、手持式方向發(fā)展，這就需要設備在功耗、節能方面的表現更加優(yōu)越。
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