[发明专利]一种计量电能质量的芯片及其方法

权利要求书

1.一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述芯片包括CortexM3CPU核、片内SRAM、片内非易失性存储器、DDR2控制器、DMA模块、HPDMA模块、ADC模块、采样控制模块、电能质量参数计算模块、以太网接口、各类外设接口和AMBA总线控制模块；

所述电能质量参数计算模块通过AMBA总线与CortexM3CPU核、片内非易失性存储器、片内SRAM以及DDR2控制器进行数据交换的方式；

所述电能质量参数计算模块通过AMBA总线与DMA、HPDMA、ADC、采用控制模块、各类外设接口进行数据连接。

2.如权利要求1所述的一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述Cortex-M3MCU核为RISC架构的ARM Cortex-M3MCU核。

3.如权利要求1所述的一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述ADC模块为7通道16位精度数模转换模块，用于对7个电压电流测量参数进行采样。

4.如权利要求1所述的一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述以太网接口为2个以太网MAC与远端通信，支持61850协议并互为冗余。

5.如权利要求1所述的一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述各类外设接口包括RTC、看门狗、CAN、SPI、UART和IIC接口。

6.如权利要求1所述的一种计量电能质量的芯片，其特征在于，所述ADC模块分别对Va，Vb，Vc，Ia，Ib，Ic和I0进行采样。

7.一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）采用控制模块对ADC采样进行控制选择；

（2）电能质量参数计算模块对ADC采样结果进行处理；

（3）对处理结果进行计量。

8.如权利要求7所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述步骤（3）包括：

当发生存储数据量较大时：

（3.1）由CPU核发指令移交AMBA总线控制权给HPDMA模块；

（3.2）HPDMA模块控制数据从电能质量参数计算模块经由AMBA总线传送至DDR2控制器；

（3.3）由DDR2控制器对片外DDR2进行读写；

（3.4）待CPU核利用空闲时间再将片外DDR2中大量数据转存至非易失性存储器如硬盘。

9.如权利要求7所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述步骤（3）包括：

当数据量较小且需及时进行后期处理时：

（a）由CPU核发指令移交AMBA总线控制权给DMA模块；

（b）DMA模块控制数据从电能质量参数计算模块经由AMBA总线传送至内部SRAM；

（c）由内部SRAM控制器对片内SRAM进行读写；

（d）待CPU核利用空闲时间再将片内SRAM中数据转存至非易失性存储器如硬盘。

10.如权利要求8和9所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述AMBA总线模块为CPU核、电能质量计算模块和各类外设接口间数据共享。

11.如权利要求9所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述DMA模块为通过AMBA总线进行存储器到存储器、电能质量计算模块到存储器、存储器到电能质量计算模块、外设到存储器和存储器到外设的高速数据传输。

12.如权利要求7所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述电能质量参数计算模块除将各电能质量参数计算结果传输到AMBA总线上外，还用于将ADC采样原始值传输至AMBA总线上以供录波使用。

13.如权利要求7所述的一种计量电能质量的方法，其特征在于，所述电能质量参数计算模块计算电压、电流及功率、电量、频率、电压偏差、三相不平衡、谐波与间谐波、电压波动与闪变、电压暂降、暂升和电压中断、瞬态参量，并完成时钟与时钟同步和标记。