【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变电站自动化控制，具体涉及一种基于fpga的一键顺控验证装置。
技术介绍
1、我国电力行业具备大量先进的理念、原理和技术，随着国网对电力设备国产化需求的不断增加，对芯片的需求量增大，然而国内的芯片产业发展滞后，尤其是cpu芯片与国际上知名的芯片存在很大的差距。
2、使用单一的cpu实现的一键顺控验证装置，不一定满足实际现场的通信数据量不断攀升的处理要求，目前应用的一键顺控验证装置，大多都使用单一的国际主流厂商的cpu核心处理器，实时并行完成数据报文的通信、转换、处理和展示等，对cpu性能要求较高，同时对cpu模块侧软件设计、优化的难度要求高。
3、现有技术中存在以下缺点：1、过度依赖单一cpu的性能；2、报文处理任务未拆分；3、软件设计分支多难度大；4、无温度和电源健康状况监测。
技术实现思路
1、分别与存储器单元、usb接口单元、液晶屏及触摸单元、调试网口单元连接。
2、所述cpu模块的输入端与温度监视单元、看门狗单元连接。
3、所述fpga模块包括多通道复用模块、pcie通讯管理模块、smbus配置模块、uart模块、第一i/o控制模块、mac解析模块以及报文缓存区，fpga模块对接收到的mms报文、goose报文、iec104报文进行去除前导码和crc校验，对校验通过的剩余报文进行缓存，剩余报文依次经过多通道复用模块、pcie通讯管理模块上传至cpu模块。
4、所述mac解析模块的具体解析步骤如下：p>
5、s1：对扩展rgmii网络接口接收到报文的前导码进行关键字节检测，判断是否检测到关键字节，若是，进入步骤s2，若否，重新检测新报文；
6、s2：去除报文的前导码，将剩余报文写入报文缓存区并对剩余报文进行crc校验，判断剩余报文是否正确，若是，清除报文缓存区的剩余报文，重新检测新报文，若否，将报文缓存区的剩余报文输出。
7、所述cpu模块发送的报文依次经过pcie通讯管理模块、多通道复用模块，对报文进行crc校验和增加前导码，按照相应的通讯协议将报文发送给外部硬件phy电路。
8、所述fpga模块还包括异常监测模块，所述异常监测模块用于对fpga模块的运行过程进行监控。
9、所述存储器单元采用标准的ssd固态存储器。
10、所述irig-b时间同步单元包括磁隔离芯片、rs485接口芯片、第一贴片电容、第二贴片电容、第三贴片电容、贴片电阻、第一贴片磁珠和第二贴片磁珠；所述磁隔离芯片的2脚与fpga模块的第二i/o接口连接，磁隔离芯片的7脚与rs485接口芯片的1脚连接，rs485接口芯片的6脚与贴片电阻的第一端连接，rs485接口芯片的7脚与贴片电阻的第二端连接，贴片电阻的第一端与第一贴片磁珠的第一端连接，第一贴片磁珠的第二端与插座连接，贴片电阻的第二端与第二贴片磁珠的第一端连接，第二贴片磁珠的第二端与插座连接。
11、所述插座采用专用间距3.81插座。
12、所述温度监视单元包括光耦隔离芯片、第一贴片电阻、第二贴片电阻和温度传感器，所述光耦隔离芯片的原边与第一贴片电阻、温度传感器连接，所述光耦隔离芯片的副边与第二贴片电阻、cpu模块的第一i/o接口连接。
13、本专利技术的有益效果为：
14、通过设置fpga模块、cpu模块，fpga模块设置多通道复用模块，提高数据传输的效率；fpga模块承担cpu模块分列出的非核心任务，减少cpu模块的处理量，fpga模块和cpu模块之间设置pcie接口、smbus接口、uart接口和第一i/o接口来支持不同数据通信，不同数据通过不同的接口传输给cpu模块，由于数据是分类上送至cpu模块，降低cpu侧软件模块设计的难度，提高了装置工作效率和稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：包括CPU模块、FPGA模块；所述FPGA模块设置第二I/O接口、扩展RGMII网络接口；所述FPGA模块通过扩展RGMII网络接口完成站控层MMS报文收发、GOOSE报文收发和IEC104报文收发；所述FPGA模块通过第二I/O接口与IRIG-B时间同步单元连接，实时接收时间同步单元的采集信息；所述CPU模块通过PCIE接口、SMBUS接口、UART接口和第一I/O接口与FPGA模块通信连接，所述PCIE接口用于完成CPU模块与FPGA模块之间的站控层MMS报文、GOOSE报文、IEC104报文的传输，所述SMBUS接口用于完成CPU模块读写FPGA模块内部网络通信部分寄存器，所述UART接口、第一I/O接口用于配置和获取IRIG-B时间同步单元信息； 所述CPU模块分别与存储器单元、USB接口单元、液晶屏及触摸单元、调试网口单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述CPU模块的输入端与温度监视单元、看门狗单元连接。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺
4.根据权利要求3所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述MAC解析模块的具体解析步骤如下：
5.根据权利要求3所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述CPU模块发送的报文依次经过PCIE通讯管理模块、多通道复用模块，对报文进行CRC校验和增加前导码，按照相应的通讯协议将报文发送给外部硬件PHY电路。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述FPGA模块还包括异常监测模块，所述异常监测模块用于对FPGA模块的运行过程进行监控。
7.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述存储器单元采用标准的SSD固态存储器。
8.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述IRIG-B时间同步单元包括磁隔离芯片、RS485接口芯片、第一贴片电容、第二贴片电容、第三贴片电容、贴片电阻、第一贴片磁珠和第二贴片磁珠；所述磁隔离芯片的2脚与FPGA模块的第二I/O接口连接，磁隔离芯片的7脚与RS485接口芯片的1脚连接，RS485接口芯片的6脚与贴片电阻的第一端连接，RS485接口芯片的7脚与贴片电阻的第二端连接，贴片电阻的第一端与第一贴片磁珠的第一端连接，第一贴片磁珠的第二端与插座连接，贴片电阻的第二端与第二贴片磁珠的第一端连接，第二贴片磁珠的第二端与插座连接。
9.根据权利要求8所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述插座采用专用间距3.81插座。
10.根据权利要求1所述的基于FPGA的一键顺控验证装置，其特征在于：所述温度监视单元包括光耦隔离芯片、第一贴片电阻、第二贴片电阻和温度传感器，所述光耦隔离芯片的原边与第一贴片电阻、温度传感器连接，所述光耦隔离芯片的副边与第二贴片电阻、CPU模块的第一I/O接口连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的一键顺控验证装置，其特征在于：包括cpu模块、fpga模块；所述fpga模块设置第二i/o接口、扩展rgmii网络接口；所述fpga模块通过扩展rgmii网络接口完成站控层mms报文收发、goose报文收发和iec104报文收发；所述fpga模块通过第二i/o接口与irig-b时间同步单元连接，实时接收时间同步单元的采集信息；所述cpu模块通过pcie接口、smbus接口、uart接口和第一i/o接口与fpga模块通信连接，所述pcie接口用于完成cpu模块与fpga模块之间的站控层mms报文、goose报文、iec104报文的传输，所述smbus接口用于完成cpu模块读写fpga模块内部网络通信部分寄存器，所述uart接口、第一i/o接口用于配置和获取irig-b时间同步单元信息； 所述cpu模块分别与存储器单元、usb接口单元、液晶屏及触摸单元、调试网口单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于fpga的一键顺控验证装置，其特征在于：所述cpu模块的输入端与温度监视单元、看门狗单元连接。
3.根据权利要求1所述的基于fpga的一键顺控验证装置，其特征在于：所述fpga模块包括多通道复用模块、pcie通讯管理模块、smbus配置模块、uart模块、第一i/o控制模块、mac解析模块以及报文缓存区，fpga模块对接收到的mms报文、goose报文、iec104报文进行去除前导码和crc校验，对校验通过的剩余报文进行缓存，剩余报文依次经过多通道复用模块、pcie通讯管理模块上传至cpu模块。
4.根据权利要求3所述的基于fpga的一键顺控验证装置，其特征在于：所述mac解析模块的具体解析步骤如下：
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕小浩，苗国立，景国明，王青，陈瑞峰，李迪，万文阁，
申请(专利权)人：河南送变电建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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