一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法。该装置包括：第一内核模块，用于根据第一只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；第二内核模块，用于根据第二只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；分别与第一内核模块和第二内核模块相连的仲裁模块，用于接收第一内核模块和第二内核模块发送的访存类指令和/或运算类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标访存指令和/或目标运算指令对应的控制信号；与仲裁模块相连的数据存储模块，用于接收仲裁模块发送的目标访存指令对应的控制信号；与仲裁模块相连的算数逻辑单元，用于接收仲裁模块发送的目标运算指令对应的控制信号。提高了DSP运算能力同时实现低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法
本专利技术涉及数字信号处理领域，特别涉及一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法。
技术介绍
当前，随着智能电网的发展，新一代单相智能物联电能表不仅要求提供传统的计量和测量的数据，例如基波/全波的有功功率、无功功率、有效值、视在功率、有功无功能量等，还要求提供包括电能质量和电表运行状态等相关的数据，以帮助更好地做配电决策，例如通过谐波分析对谐波进行计量，以及通过谐波分析检测电网信号的畸变率，为电网的谐波治理提供参考，提高电能质量；再比如，通过端子座测温检测端子座过热、端子座温度剧变、端子座温度不平衡等电表异常运行状态，从而及时产生报警或作出跳闸等决策。而面对多种功能的实现，需要对电能计量芯片进行升级，以满足新一代智能物联电表的应用需求，考虑实现的成本和一定的灵活性，电能计量芯片通常以专用的DSP(DigitalSignalProcess，数字信号处理)为运算核心，采用ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)方式实现。现有技术中，当DSP运算能力已经不能满足新的需求时，通过对系统的时钟频率翻倍提升DSP运算能力，但系统时钟频率升高，增大了功耗，而且提高频率需要增加内置PLL或者替换更高频的晶振，增加了成本。现有技术中，还通过增加一个DSP核的方式提升DSP运算能力，但增加一个DSP核的同时会新增其他配置以及DSP内部的控制逻辑，增加成本和复杂程度。因此，如何在保持低功耗、低成本的基础上提高DSP的运算能力是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法，能够在保证低功耗的同时提高DSP的运算能力。其具体方案如下：第一方面，本申请公开了一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置，包括：第一内核模块，用于根据第一只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；第二内核模块，用于根据第二只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；其中，DSP指令包括运算类指令、访存类指令、跳转类指令和空指令；分别与所述第一内核模块和所述第二内核模块相连的仲裁模块，用于接收所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的所述访存类指令和/或所述运算类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标访存指令和/或目标运算指令对应的控制信号；与所述仲裁模块相连的数据存储模块，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标访存指令对应的控制信号；与所述仲裁模块相连的算数逻辑单元，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标运算指令对应的控制信号。可选的，所述第一内核模块，包括：第一程序计数器，用于生成DSP指令对应的内存地址；与所述第一程序计数器相连的第一只读存储器，用于存储DSP指令代码，以及根据所述内存地址确定出相应的DSP指令并发送给第一指令译码器；与所述第一只读存储器相连的所述第一指令译码器，用于对所述DSP指令进行译码得到相应的控制信号，并将译码得到的运算类指令对应的控制信号，和访存类指令对应的控制信号发送给所述仲裁模块；与所述第一指令译码器相连的第一地址映射模块，用于根据所述控制信号确定出虚拟地址重映射到所述数据存储器的物理地址；与所述第一指令译码器相连的第一通用寄存器，用于存储执行访存类指令后从所述数据存储器获取的数据信息，以及存储执行运算类指令后从所述算数逻辑单元获取的结果信息；其中，所述第一程序计数器还分别与所述第一指令译码器和所述第一通用寄存器相连，所述第一程序计数器还用于接收所述第一指令译码器发送的直接跳转指令对应的控制信号、空指令对应的控制信号和条件跳转指令对应的控制信号，并根据所述第一通用寄存器中的跳转条件参数执行所述条件跳转指令对应的控制信号。可选的，所述第二内核模块，包括：第二程序计数器，用于生成DSP指令对应的内存地址；与所述第二程序计数器相连的第二只读存储器，用于存储DSP指令代码，以及根据所述内存地址确定出相应的DSP指令并发送给第二指令译码器；与所述第二只读存储器相连的所述第二指令译码器，用于对所述DSP指令进行译码得到相应的控制信号，并将译码得到的运算类指令对应的控制信号，和访存类指令对应的控制信号发送给所述仲裁模块；与所述第二指令译码器相连的第二地址映射模块，用于根据所述控制信号确定出虚拟地址重映射到所述数据存储器的物理地址；与所述第二指令译码器相连的第二通用寄存器，用于存储执行访存类指令后从所述数据存储器获取的数据信息，以及存储执行运算类指令后从所述算数逻辑单元获取的结果信息；其中，所述第二程序计数器还分别与所述第二指令译码器和所述第二通用寄存器相连，所述第二程序计数器还用于接收所述第二指令译码器发送的直接跳转指令对应的控制信号、空指令对应的控制信号和条件跳转指令对应的控制信号，并根据所述第二通用寄存器中的跳转条件参数执行所述条件跳转指令对应的控制信号。可选的，所述数据存储模块，包括：数据存储器，用于存储数据信息；与所述仲裁模块和所述数据存储器相连的内存管理单元，用于根据所述第一地址映射模块和所述第二地址映射模块确定的物理地址，查询所述数据存储器中对应的数据信息。可选的，所述数据存储器，包括：随机存储器，用于存储中间变量、预设参数和计量结果；寄存器组，用于存储目标硬件设备对应的实时数据。可选的，所述仲裁模块包括内存管理单元仲裁器和算数逻辑单元仲裁器；其中，所述内存管理单元仲裁器，用于接收所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的所述访存类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标访存指令对应的控制信号，然后将所述目标访存指令对应的控制信号发送给所述内存管理单元；所述算数逻辑单元仲裁器，用于接收所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的所述运算类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标运算指令对应的控制信号，然后将所述目标运算指令对应的控制信号发送给所述算数逻辑单元。可选的，所述内存管理单元仲裁器，还用于当同时接收到所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的访存类指令对应的控制信号时，降低所述第二内核模块的数据有效信号，以停止运行所述第二程序计数器，并在当前访存类指令执行完成后，升高所述数据有效信号；所述算数逻辑单元仲裁器，还用于当同时接收到所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的运算类指令对应的控制信号时，降低所述第二内核模块的数据有效信号，以停止运行所述第二程序计数器，并在当前运算类指令执行完成后，升高所述数据有效信号。第二方面，本申请公开了一种用于电能计量芯片的数字信号处理方法，包括：根据第一只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；根据第二只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；其中，DSP指令包括运算类指令、访存类指令、跳转类指令和空指令；通过仲裁模块，接收所述第一内核模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置，其特征在于，包括：/n第一内核模块，用于根据第一只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；/n第二内核模块，用于根据第二只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；其中，DSP指令包括运算类指令、访存类指令、跳转类指令和空指令；/n分别与所述第一内核模块和所述第二内核模块相连的仲裁模块，用于接收所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的所述访存类指令和/或所述运算类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标访存指令和/或目标运算指令对应的控制信号；/n与所述仲裁模块相连的数据存储模块，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标访存指令对应的控制信号；/n与所述仲裁模块相连的算数逻辑单元，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标运算指令对应的控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置，其特征在于，包括：
第一内核模块，用于根据第一只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；
第二内核模块，用于根据第二只读存储器中的DSP指令代码生成相应的控制信号；其中，DSP指令包括运算类指令、访存类指令、跳转类指令和空指令；
分别与所述第一内核模块和所述第二内核模块相连的仲裁模块，用于接收所述第一内核模块和所述第二内核模块发送的所述访存类指令和/或所述运算类指令对应的控制信号，并根据预设优先级筛选出目标访存指令和/或目标运算指令对应的控制信号；
与所述仲裁模块相连的数据存储模块，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标访存指令对应的控制信号；
与所述仲裁模块相连的算数逻辑单元，用于接收并执行所述仲裁模块发送的所述目标运算指令对应的控制信号。


2.根据权利要求1所述的用于电能计量芯片的数字信号处理装置，其特征在于，所述第一内核模块，包括：
第一程序计数器，用于生成DSP指令对应的内存地址；
与所述第一程序计数器相连的第一只读存储器，用于存储DSP指令代码，以及根据所述内存地址确定出相应的DSP指令并发送给第一指令译码器；
与所述第一只读存储器相连的所述第一指令译码器，用于对所述DSP指令进行译码得到相应的控制信号，并将译码得到的运算类指令对应的控制信号，和访存类指令对应的控制信号发送给所述仲裁模块；
与所述第一指令译码器相连的第一地址映射模块，用于根据所述控制信号确定出虚拟地址重映射到所述数据存储器的物理地址；
与所述第一指令译码器相连的第一通用寄存器，用于存储执行访存类指令后从所述数据存储器获取的数据信息，以及存储执行运算类指令后从所述算数逻辑单元获取的结果信息；
其中，所述第一程序计数器还分别与所述第一指令译码器和所述第一通用寄存器相连，所述第一程序计数器还用于接收所述第一指令译码器发送的直接跳转指令对应的控制信号、空指令对应的控制信号和条件跳转指令对应的控制信号，并根据所述第一通用寄存器中的跳转条件参数执行所述条件跳转指令对应的控制信号。


3.根据权利要求1所述的用于电能计量芯片的数字信号处理装置，其特征在于，所述第二内核模块，包括：
第二程序计数器，用于生成DSP指令对应的内存地址；
与所述第二程序计数器相连的第二只读存储器，用于存储DSP指令代码，以及根据所述内存地址确定出相应的DSP指令并发送给第二指令译码器；
与所述第二只读存储器相连的所述第二指令译码器，用于对所述DSP指令进行译码得到相应的控制信号，并将译码得到的运算类指令对应的控制信号，和访存类指令对应的控制信号发送给所述仲裁模块；
与所述第二指令译码器相连的第二地址映射模块，用于根据所述控制信号确定出虚拟地址重映射到所述数据存储器的物理地址；
与所述第二指令译码器相连的第二通用寄存器，用于存储执行访存类指令后从所述数据存储器获取的数据信息，以及存储执行运算类指令后从所述算数逻辑单元获取的结果信息；
其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晓辉，曹杰，杜兆胜，谭年熊，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33