[发明专利]一种基于DSP-FPGA的大规模并行数据采样控制时序的方法

说明书

一种基于DSP‑FPGA的大规模并行数据采样控制时序的方法，所述方法由DSP控制系统和直流采样系统通过DSP‑FPGA采样板实行并行数据采样。DSP控制系统通过采集三相系统电压、三相输出电流、三相负载电流以及参考电压，以光纤信号形式从主电路传输至系统采样板；经转换后通过母板传输给DSP‑FPGA采样板；直流采样系统通过链式结构的采样压频转换板将电压信号转换成频率信号，并通过光纤通讯方式将处理后的频率信号传输给DSP‑FPGA采样板。本发明大规模并行数据采样控制时序可以大大提高并行数据采集传输速度和容量；采用DSP‑FPGA采样控制时序可以使大规模并行数据采样控制技术在传输速度、容量和安全性方面有很大提升。

技术领域

本发明涉及一种基于DSP-FPGA的大规模并行数据采样控制时序的方法，属电力数据采集控制技术领域。

背景技术

在能源互联网技术迅猛发展的时代背景下，大规模的数据采样控制技术显得尤为关键。如何安全、可靠、高速的批量采集大规模数据是数据采样技术的难点。常用的基于DSP的数据采样系统具有体积小、稳定性好、低成本、高性能的处理能力等特点，同时可以并行执行多个操作；而FPGA具有多路信号并行处理能力，此外还有速度快、灵活性高、设计周期短的特点。

发明内容

本发明的目的是，针对前期DSP与FPGA的信息通过并行局部总线联结时，一般都传输一组数据，时序控制相对简单，不能实现大规模高速数据通信；为了安全、可靠、高速实现大规模数据的批量采集，本发明提出一种基于DSP-FPGA的大规模并行数据采样控制时序的方法。

实现本发明的技术方案是，一种基于DSP-FPGA的大规模并行数据采样控制时序的方法，由DSP控制系统和直流采样系统通过DSP-FPGA采样板实行并行数据采样，DSP控制系统通过采集三相系统电压、三相输出电流、三相负载电流以及参考电压，以光纤信号形式从主电路传输至系统采样板，经转换后通过母板传输给DSP-FPGA采样板；直流采样系统通过链式结构的采样压频转换板将电压信号转换成频率信号，并通过光纤通讯方式将处理后的频率信号传输给DSP-FPGA采样板；所述DSP-FPGA采样板采样控制时序如下：

(1)DSP芯片发出CS2和CS1为01的片选信号，选中采样FPGA。

(2)FPGA发出Ready2和Ready1为01的准备信号给DSP芯片，表示FPGA空闲，可进行数据采样；DSP芯片CSFlag置1。

(3)FPGA读取并上传每个CLK_100us时钟周期的系统电压压频信号脉冲数、每个Clk_20ms时钟周期的直流电压压频信号脉冲数给DSP芯片，并在每个DSP_CLK时钟上升沿时，DSP芯片读取FPGA上传的数据。

(4)按步骤(3)，FPGA继续将36路直流电压，负载电流，输出电流，参考电压发送至DSP芯片。

(5)DSP芯片将CS2CS1置11，取消片选信号。

(6)FPGA将Ready2和Ready1置11，进入忙状态。

(7)采样结束。

所述DSP控制系统包括DSP控制板、DSP采样系统、DSP保护系统和DSP触发控制系统；所述DSP控制板通过控制总线连接DSP采样系统、DSP保护系统和DSP触发控制系统；所述DSP采样系统由DSP-FPGA采样板、直流采样板和系统采样板构成。

所述通过光纤通讯方式将处理后的频率信号传输给DSP-FPGA采样板，指从直流采样系统的直流采样板出来的电容电压以光纤信号的形式连接至光纤采样板，光纤采样板将其转化为电信号，并进行电平转换后，传输给直流采样系统的DSP-FPGA采样板。