柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路技术方案

本发明专利技术提供柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路、方法及设备


[0001]本专利技术属于柔性直流输配电控制
，具体涉及柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路
、
方法及设备
。

技术介绍

[0002]在柔性直流输配电阀控系统中需要各类节点板卡共同组成阀控系统，如图1所示，通过背板将板卡
1、
板卡2……
板卡
N
这些不同节点的板卡连接起来，不同节点板卡之间的通信也是通过背板作为桥梁完成数据传输
。
传统两个板卡之间的数据通信如图2所示，当板卡1发送数据给板卡2时，首先发送端将发送数据写入板卡1异步
FIFO
中，随路时钟为板卡1的系统时钟
CLK1
；其次背板将板卡1异步
FIFO
中的数据读出后写入板卡2异步
FIFO
中，随路时钟为背板系统时钟
BACK_CLK
；最后接收端从板卡2异步
FIFO
中读取接收到的数据，随路时钟为板卡2的系统时钟
CLK2
，同理，当板卡2发送数据给板卡1时也是同样的过程
。
[0003]通过上述的板卡之间的通信过程能够看到，传统板卡的通信过程必须依赖背板时钟作为随路时钟传输数据
。
如果单一板卡的系统时钟发生故障，那么仅仅是该板卡的通信故障，而如果背板时钟发生故障后则所有板卡之间都不能相互通信，从而造成整个阀控系统瘫痪
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路
、
方法及设备，以解决传统柔性直流输配电阀控系统的板卡之间通信过于依赖背板时钟的问题，从而避免因背板时钟故障造成整个阀控系统瘫痪
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路，包括：第一板卡
、
第二板卡
、
背板和数据恢复电路；
[0007]第一板卡，与背板连接，用于将异步数据发送到背板，并读取所述第一板卡的异步
FIFO
中的采样寄存后的异步数据；
[0008]第二板卡，与背板连接，用于将异步数据发送到背板，并读取所述第二板卡的异步
FIFO
中的采样寄存后的异步数据；
[0009]背板，与第一板卡和第二板卡连接，用于将异步数据传输至数据恢复电路；
[0010]数据恢复电路，设置在第一板卡和第二板卡中，用于接收异步数据并写入第一板卡的异步
FIFO
中和第二板卡的异步
FIFO
中；
[0011]所述数据恢复电路包括：采样模块
、
决策模块和选择模块；
[0012]采样模块，连接背板和决策模块，用于将所述异步数据传输至采样模块的触发器中进行采样寄存后，将采样寄存后的异步数据传输至决策模块；
[0013]决策模块，连接采样模块和选择模块，用于将采样寄存后的异步数据进行逻辑运算后，将所述逻辑运算的结果通过所述决策模块的触发器进行采样寄存并输出所述逻辑运
算的结果，根据所述逻辑运算的结果进行时钟域判断，得到采样数据最稳定的时钟域；
[0014]选择模块，连接决策模块
、
第一板卡和第二板卡，用于根据采样数据最稳定的时钟域，选择对应的所述采样寄存后的异步数据写入第一板卡的异步
FIFO
中和第二板卡的异步
FIFO
中
。
[0015]进一步地，所述采样模块的触发器包括一级采样触发器
、
二级采样触发器
、
三级采样触发器和四级采样触发器；
[0016]所述一级采样触发器包括：触发器
A0、
触发器
B0、
触发器
C0、
触发器
D0
；
[0017]所述二级采样触发器包括：触发器
A1、
触发器
B1、
触发器
C1、
触发器
D1
；
[0018]所述三级采样触发器包括：触发器
A2、
触发器
B2、
触发器
C2、
触发器
D2
；
[0019]所述四级采样触发器包括：触发器
A3、
触发器
B3、
触发器
C3、
触发器
D3
；
[0020]所述决策模块的触发器包括：触发器
A4P、
触发器
B4P、
触发器
C4P、
触发器
D4P、
触发器
A4N、
触发器
B4N、
触发器
C4N
和触发器
D4N。
[0021]进一步地，所述触发器
A0
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B0
的采样时钟为
CLK90
，所述触发器
C0
的采样时钟为
CLK180
，所述触发器
D0
的采样时钟为
CLK270
；
[0022]所述触发器
A1
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B1
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C1
的采样时钟为
CLK90
，所述触发器
D1
的采样时钟为
CLK180
；
[0023]所述触发器
A2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
D2
的采样时钟为
CLK90
；
[0024]所述触发器
A3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
D3
的采样时钟为
CLK0。
[0025]一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路的方法，基于所述的异步数据接收时序电路，包括以下步骤：
[0026]S1
：第一板卡和第二板卡将异步数据发送到背板后，背板将异步数据传输至数据恢复电路的采样模块；
[0027]S2
：采样模块通过锁相环产生四个时钟
CLK0、CLK90、CLK180
和
CLK270本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路，其特征在于，包括：第一板卡
、
第二板卡
、
背板和数据恢复电路；第一板卡，与背板连接，用于将异步数据发送到背板，并读取所述第一板卡的异步
FIFO
中的采样寄存后的异步数据；第二板卡，与背板连接，用于将异步数据发送到背板，并读取所述第二板卡的异步
FIFO
中的采样寄存后的异步数据；背板，与第一板卡和第二板卡连接，用于将异步数据传输至数据恢复电路；数据恢复电路，设置在第一板卡和第二板卡中，用于接收异步数据并写入第一板卡的异步
FIFO
中和第二板卡的异步
FIFO
中；所述数据恢复电路包括：采样模块
、
决策模块和选择模块；采样模块，连接背板和决策模块，用于将所述异步数据传输至采样模块的触发器中进行采样寄存后，将采样寄存后的异步数据传输至决策模块；决策模块，连接采样模块和选择模块，用于将采样寄存后的异步数据进行逻辑运算后，将所述逻辑运算的结果通过所述决策模块的触发器进行采样寄存并输出所述逻辑运算的结果，根据所述逻辑运算的结果进行时钟域判断，得到采样数据最稳定的时钟域；选择模块，连接决策模块
、
第一板卡和第二板卡，用于根据采样数据最稳定的时钟域，选择对应的所述采样寄存后的异步数据写入第一板卡的异步
FIFO
中和第二板卡的异步
FIFO
中
。2.
根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路，其特征在于，所述采样模块的触发器包括一级采样触发器
、
二级采样触发器
、
三级采样触发器和四级采样触发器；所述一级采样触发器包括：触发器
A0、
触发器
B0、
触发器
C0、
触发器
D0
；所述二级采样触发器包括：触发器
A1、
触发器
B1、
触发器
C1、
触发器
D1
；所述三级采样触发器包括：触发器
A2、
触发器
B2、
触发器
C2、
触发器
D2
；所述四级采样触发器包括：触发器
A3、
触发器
B3、
触发器
C3、
触发器
D3
；所述决策模块的触发器包括：触发器
A4P、
触发器
B4P、
触发器
C4P、
触发器
D4P、
触发器
A4N、
触发器
B4N、
触发器
C4N
和触发器
D4N。3.
根据权利要求2所述的一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路，其特征在于，所述触发器
A0
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B0
的采样时钟为
CLK90
，所述触发器
C0
的采样时钟为
CLK180
，所述触发器
D0
的采样时钟为
CLK270
；所述触发器
A1
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B1
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C1
的采样时钟为
CLK90
，所述触发器
D1
的采样时钟为
CLK180
；所述触发器
A2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C2
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
D2
的采样时钟为
CLK90
；所述触发器
A3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
B3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
C3
的采样时钟为
CLK0
，所述触发器
D3
的采样时钟为
CLK0。4.
一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路的方法，其特征在于，基于权利要求3所述的异步数据接收时序电路，包括以下步骤：
S1
：第一板卡和第二板卡将异步数据发送到背板后，背板将异步数据传输至数据恢复
电路的采样模块；
S2
：采样模块通过锁相环产生四个时钟
CLK0、CLK90、CLK180
和
CLK270
，
CLK0
的采样时钟域为时钟域
A
，
CLK90
的采样时钟域为时钟域
B
，
CLK180
的采样时钟域为时钟域
C
，
CLK270
的采样时钟域为时钟域
D
；所述异步数据同时进入一级采样触发器并在采样时钟上升沿进行一级采样寄存，输出一级采样数据至二级采样触发器；根据一级采样数据，二级采样触发器在采样时钟上升沿进行二级采样寄存，输出二级采样数据至三级采样触发器；根据二级采样数据，三级采样触发器在采样时钟上升沿进行三级采样寄存，输出四级采样数据至决策模块；
S3
：决策模块对三级采样数据和四级采样数据依次进行异或
、
与的逻辑运算，得到第一逻辑运算结果，并将第一逻辑运算结果通过触发器
A4P、
触发器
B4P、
触发器
C4P
和触发器
D4P
在
CLK0
的上升沿进行采样寄存后输出对应的第一逻辑运算结果；决策模块对三级采样数据和四级采样数据依次进行异或
、
与非的逻辑运算，得到第二逻辑运算结果，并将第二逻辑运算结果通过触发器
A4N、
触发器
B4N、
触发器
C4N
和触发器
D4N
在
CLK0
的上升沿进行采样寄存后输出对应的第二逻辑运算结果；
S4
：根据第一逻辑运算结果和第二逻辑运算结果得到采样数据最稳定的时钟域；根据采样数据最稳定的时钟域，选择对应的四级采样数据写入第一板卡的异步
FIFO
中和第二板卡的异步
FIFO
中；
S5
：第一板卡读取第一板卡的异步
FIFO
中的四级采样数据，第二板卡读取第二板卡的异步
FIFO
中的四级采样数据
。5.
根据权利要求4所述的一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路的方法，其特征在于，
S2
中，所述一级采样数据包括：
AZ(0)、BZ(0)、CZ(0)
和
DZ(0)
；所述二级采样数据包括：
AZ(1)、BZ(1)、CZ(1)
和
DZ(1)
；所述三级采样数据包括：
AZ(2)、BZ(2)、CZ(2)
和
DZ(2)
；所述四级采样数据包括：
AZ(3)、BZ(3)、CZ(3)
和
DZ(3)。6.
根据权利要求5所述的一种柔性直流输电系统的异步数据接收时序电路的方法，其特征在于，
S2
中，所述异步数据同时进入一级采样触发器并在采样时钟上升沿进行一级采样寄存，输出一级采样数据至二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，高礼，韩艳，秦健，盛俊毅，
申请(专利权)人：特变电工西安柔性输配电有限公司，
类型：发明
国别省市：