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2片MLVDS芯片多达16路通道,其中每一路MLVDS都可以达到125Mb/s,组成的数据总线最大支持2Gb/s的数据流量。每路通道都可以独立控制收发方向,根据逻辑划分可定义为控制总线、数据总线、校时总线等不同功能。
FPGA使用自身的时钟驱动并提供给MLVDS芯片,在内部将数据总线与异步FIFO相连接,数据宽度与传输速度都可以根据需求更改定义。
Xilinx® Spartan-6LXT FPGA中内置PCI Express端点模块,兼容PCIExpress® 1.1标准,是针对低功耗、低成本高速互连实现PCI Express 的兼容系统设计。所有收发数据在FPGA内部整合后打包,经PCI-E通道由DMA直接传输给主处理器P2020,无需应用程序的控制与干涉,极大提升了运行效率与速度。
2.3 显示通讯插件设计
显示通讯插件主要完成人机界面、打印以及与站控层通讯等功能。内部的处理器MPC8321是一颗经济高效的网络通信处理器,包含一个e300c2内核,它包括一个16KB的L1指令、数据缓存和片上内存管理单元 (MMU)。增强的特性允许并行执行更有效的操作,从而显著提高了性能。
显示通讯插件提供了按键与液晶的接口,同样也有MLVDS总线接口从主CPU插件获得数据;对外提供了3路百兆以太网口用于和监控后台、保护工程师站通讯,一路RS484的校时口,一路RS232的打印口和一路RS232调试口。
2.4 智能插件设计
智能插件包括数字化的SV/GOOSE插件与传统I/O、ADC插件,各种插件的软硬件接口都保持统一,有极强的扩展性与适应性,而且支持带电拔插,方便检修工作的进行。数字化的SV/GOOSE插件使用FPGA作为主控芯片,对上与MLVDS总线连接,对下生成多个百兆以太网来驱动光口或者网口与外部通信。FPGA的同步处理能力可以保证所有报文都能立即被响应,配合IEEE1588打下时标完成精确记录报文收发时刻,百兆以太网的数量也可以灵活配置,缓存根据需求变更大小。
智能ADC插件采用在电力行业成熟应用的16位采集芯片AD7606,所有通道都做到同步采样,片内集成二阶滤波器、采样保持放大电路、输入钳位保护等功能。在FPGA的控制下,采样速率可被设置为一个可变值,最高达到200Kbps的采样率。
智能I/O插件可以采集DC220/DC110的开入量,完成信号出口和跳闸出口的功能。开入开出量保存在FPGA固定的数据区域内,其中开入量的每个变位都有精确到微妙的记录,随时可以上送到主控制器;开出量的数据报文需要经过奇偶校验,在硬件上受到单独的出口电源控制,双重闭锁保证了安全性。
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