一种多核SoC、继电保护方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种多核SoC、继电保护方法及系统，属于信号处理技术领域。所述多核SoC包括：硬件逻辑单元，其包括FPGA部件，用于对接收到的电力数据执行预设的继电保护算法，且该FPGA部件配置有继电保护重构模块，该继电保护重构模块用于适应于继电保护场景重构继电保护算法。所述多核SoC还包括处理系统，该处理系统包括多个处理器核心。其中，所述多个处理器核心至少包括：第一处理器核心，用于辅助所述FPGA部件执行继电保护算法；以及第二处理器核心，用于向外设传送继电保护结果。本发明专利技术实施例的多核SoC具有多核处理和FPGA硬件可重构的特性，能够更好地满足继电保护的开发需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种多核SoC、继电保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及信号处理
，具体地涉及一种多核SoC（System on a Chip，片上系统）、继电保护方法及系统。

技术介绍

[0002]继电保护装置是保护电网可靠运行的重要组成部分，其广泛使用在变配电站和断路器上，用于反映电力系统中的电气元件的不正常运行状态，并控制断路器跳闸或发出信号，以保障电力系统的正常运行。但是，现有技术中往往直接采用“DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理芯片）+单核CPU”架构来进行继电保护装置的设计，而无论是DSP的不易修改的特点，还是单核CPU已达到性能瓶颈的现状，都使得所设计的继电保护装置具有较差的灵活性，应用受限。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种用于继电保护的多核SoC及继电保护系统，用于解决现有继电保护装置灵活性差、应用受限的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种多核SoC，包括：硬件逻辑单元，其包括FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）部件，用于对接收到的电力数据执行预设的继电保护算法，且该FPGA部件配置有继电保护重构模块，该继电保护重构模块用于适应于继电保护场景重构继电保护算法；以及处理系统，所述处理系统包括多个处理器核心，且所述多个处理器核心包括：第一处理器核心，用于辅助所述FPGA部件执行所述继电保护算法，得到继电保护结果；以及第二处理器核心，用于向外设传送所述继电保护结果。
[0005]可选的，所述硬件逻辑单元还包括以下任意一者或多者：模数转换器，用于将模拟信号形式的所述电力数据转换为数字信号形式，并提供给所述FPGA部件；以及存储模块，用于所述继电保护算法在被执行过程中的过程数据。
[0006]可选的，所述FPGA部件中还配置有继电保护算法加速模块，用于对所述继电保护算法进行硬件加速。
[0007]可选的，所述多个处理器核心被配置为以AMP（Asymmetric Multiprocessing，非对称多处理）架构运行，且所述多个处理器核心在所述AMP架构下被配置为包括有主核和从核。
[0008]可选的，在所述AMP架构下的所述多核SoC，按照如下过程进行启动：基于预先配置的存储卡启动所述硬件逻辑单元，向所述硬件逻辑单元加载相应的比特流，其中在所述预先配置的存储卡中固化有所述硬件逻辑单元启动所需的比特流以及作为所述主核的处理器核心启动所需的启动程序；基于所述主核所需的启动程序，向所述主核加载相应的启动程序；以及在所述主核启动后，通过所述主核指示作为从核的各个处理器核心的启动地址，并基于该启动地址启动所述从核。
[0009]可选的，在所述AMP架构下：所述第一处理器核心和所述第二处理器核心分别作为主核和从核，且均被配置为运行裸机程序；或者，所述第一处理器核心和所述第二处理器核心分别作为主核和从核，但所述第一处理器核心被配置为运行操作系统，而所述第二处理器核心被配置为运行裸机程序。
[0010]可选的，所述处理系统还包括OCM（On
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chip Memory，片上存储器）和DDR（Double Data Rate，双倍数据速率）存储器。并且，所述处理系统的各个处理器核心在所述DDR存储器上被分配有不同的存储空间，以及在所述OCM或所述DDR存储器上被分配有共享内存空间。
[0011]可选的，所述OCM被配置为在所述多个处理器核心之间传送的数据量小于阈值时进行数据存储，而所述DDR存储器被配置为在所述数据量大于所述阈值时进行数据存储。
[0012]可选的，所述处理系统还包括中断控制器，用于通过软硬件中断来控制处理系统和/或硬件逻辑单元的运行。
[0013]可选的，所述中断器被配置为：向各个处理器核心发送软件中断信号，以中断相应处理器核心的运行；和/或向所述硬件逻辑单元发送硬件中断信号，以中断相应硬件逻辑单元的运行。
[0014]另一方面，本专利技术实施例还提供一种继电保护方法，应用于具有FPGA部件的多核SoC，所述继电保护方法包括：接收电力数据以及继电保护场景数据；根据所述继电保护场景数据，选择所述FPGA部件适应于所述继电保护场景数据重构的继电保护算法；以及针对所述电力数据，执行所选择的继电保护算法。
[0015]另一方面，本专利技术实施例还提供一种继电保护系统，包括上述任意的多核SoC。
[0016]可选的，所述继电保护系统还包括：采样元件，用于接触电网以获取电力数据，并将所述电力数据传送给所述多核SoC；和/或外设，用于与多核SoC进行关于继电保护结果的信息交互。
[0017]可选的，在所述继电保护系统包括所述外设时，所述外设包括人机交互设备、监控设备及打印设备中的至少一项。
[0018]通过上述技术方案，本专利技术实施例的多核SoC具有FPGA，而该FPGA又具有硬件可重构的特性，可通过继电保护重构模块来适应于不同的继电保护场景重构继电保护算法，从而面对不同继电保护场景具有较好的灵活性，能够更好地满足继电保护的SoC开发需求。
[0019]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0020]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例的用于继电保护的多核SoC的结构示意图；图2是本专利技术实施例中以AMP架构运行的示例处理系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中在AMP架构下启动多核SoC的流程示意图；图4是本专利技术实施例中各处理器核心之间进行数据交互的示意图；图5是本专利技术实施例中对多核SoC进行中断控制的示意图；以及
图6是本专利技术实施例的继电保护方法的流程示意图。
[0021]附图标记说明：100、硬件逻辑单元；200、处理系统；300、电网；400、外设；110、FPGA部件；120、模数转换器；130、存储模块；210、第一处理器核心；220、第二处理器核心；230、片上存储器；240、DDR存储器。
具体实施方式
[0022]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。
[0023]图1是本专利技术实施例的用于继电保护的多核SoC的结构示意图。如图1所示，该多核SoC包括：硬件逻辑单元100和处理系统200。
[0024]其中，所述硬件逻辑单元100包括FPGA部件110，且该FPGA部件110用于对接收到的电力数据（例如来自电网300）执行预设的继电保护算法，且该FPGA部件配置有继电保护重构模块（图1中未示出），该继电保护重构模块用于适应于继电保护场景重构继电保护算法。
[0025]其中，所述处理系统200包括多个处理器核心，且所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多核SoC，其特征在于，所述多核SoC包括：硬件逻辑单元，包括：现场可编程门阵列FPGA部件，用于对接收到的电力数据执行预设的继电保护算法，且该FPGA部件配置有继电保护重构模块，该继电保护重构模块用于适应于继电保护场景重构继电保护算法；以及处理系统，包括多个处理器核心，且所述多个处理器核心包括：第一处理器核心，用于辅助所述FPGA部件执行所述继电保护算法，得到继电保护结果；以及第二处理器核心，用于向外设传送所述继电保护结果。2.根据权利要求1所述的多核SoC，其特征在于，所述硬件逻辑单元还包括以下任意一者或多者：模数转换器，用于将模拟信号形式的所述电力数据转换为数字信号形式，并提供给所述FPGA部件；以及存储模块，用于存储所述继电保护算法在被执行过程中的过程数据。3.根据权利要求1所述的多核SoC，其特征在于，所述FPGA部件中还配置有继电保护算法加速模块，用于对所述继电保护算法进行硬件加速。4.根据权利要求1所述的多核SoC，其特征在于，所述多个处理器核心被配置为以非对称多处理AMP架构运行，且所述多个处理器核心在所述AMP架构下被配置为包括有主核和从核。5.根据权利要求4所述的多核SoC，其特征在于，在所述AMP架构下的所述多核SoC，按照如下过程进行启动：基于预先配置的存储卡启动所述硬件逻辑单元，向所述硬件逻辑单元加载相应的比特流；其中，在所述预先配置的存储卡中固化有所述硬件逻辑单元启动所需的比特流以及作为所述主核的处理器核心启动所需的启动程序；基于所述主核所需的启动程序，向所述主核加载相应的启动程序；以及在所述主核启动后，通过所述主核指示作为从核的各个处理器核心的启动地址，并基于该启动地址启动所述从核。6.根据权利要求4所述的多核SoC，其特征在于，在所述AMP架构下：所述第一处理器核心和所述第二处理器核心分别作为主核和从核，且均被配置为运行裸机程序；或者所述第一处理器核心和所述第二处理器核心分别作为主核和从核...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎金旺，李德建，谭浪，冯曦，杨小坤，刘畅，徐立国，刘滢浩，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：