[实用新型]基于FPGA的多光网口通信设备

说明书

本实用新型涉及一种基于FPGA的多光网口通信设备，设于数字化继电保护测试仪，用于与间隔层或者过程层通信。FPGA的多光网口通信设备包括：FPGA模块，集成有至少两个MAC芯片，用于实现以太网MAC层的功能；端口物理模块,包括至少两个独立的PHY芯片，各所述PHY芯片分别与所述MAC芯片一一对应连接，以实现以太网的物理链路功能；至少两个光模块，与所述各独立PHY芯片分别片通信连接，用于将从过程层或者间隔层设备接收到的光信号转化成电信号传输给所述端口物理模块；时钟模块，用于给所述FPGA模块和所述的PHY芯片提供时钟信号。本实用新型的光网口数量易于扩展和剪裁，通信实时性和离散度提高到纳米级别。

技术领域

本实用新型涉及用于数字化继电保护测试仪的通信设备，特别是涉及一种基于FPGA多光网口通信设备。

背景技术

随着智能电网的发展，数字化变电站的建设脚步越来越快，IEC61850规约在我国得到了广泛的应用，也出现了此标准的数字化变电站，数字化变电站将站内的说是有信息实行数字化，通过网络为载体，搭建通信平台、并实现信息的共享功能，实现高级的应用间相互互动。数字化变电站使用电子式互感器和智能终端，通过光纤与保护、测量装置连接。因此对网络硬件提出了更高的要求。

由于保护和测试装置对网口数量提出越来越高的要求，SMV、GOOSE、IEEE1588等报文都是走光网络，测试设备也会跟随着出现数字化测试仪，光口数量也在不断的提高。传统方式CPU通常只集成一到两个MAC核，远远满足不了数字化变电站设备的需求，同时也满足不了数字化继电保护测试仪的需求，即使通过扩展使得CPU能带多路网口，但是由于CPU的多任务是按时间调度的，所以在实时性和多网口同步性方面显得不足。

实用新型内容

基于此，有必要针对网口数量不能满足数字化变电站设备的需求，以及传输信号的实时性和多网口的同步性不足问题，提供一种基于FPGA多光网口通信设备。

一种基于FPGA的多光网口通信设备，设于数字化继电保护测试仪，其特征在于，所述的基于FPGA的多光网口通信设备包括：

FPGA模块，集成有至少两个MAC芯片，用于实现以太网MAC层的功能；

端口物理模块,包括至少两个独立的PHY芯片，各所述PHY芯片分别与所述MAC芯片一一对应连接，以实现以太网的物理链路功能；

至少两个光模块，与所述各独立PHY芯分别片通信连接，用于将从过程层或者间隔层设备接收到的光信号转化成电信号传输给所述端口物理模块；

所述端口物理模块也可为通信设备加量；

时钟模块，用于给所述FPGA模块和所述的PHY芯片提供时钟信号。

上述基于FPGA的多光网口通信设备解决了光网口数量易于扩展和剪裁，通信实时性和离散度提高到纳秒级别。

在其中一个实施例中，所述时钟模块包括：

提供时钟源的高稳定度晶振；

与所述高稳定度晶振相连的时钟分发器，用于依据所述高稳定度晶振提供的时钟源向所述FPGA模块和所述各独立PHY芯片提供同步的时钟信号。

在其中一个实施例中，所述时钟分发器为5PB1106PGGI芯片。

在其中一个实施例中，所述MAC芯片通过MII或RGMII接口与所述PHY芯片相连接。

在其中一个实施例中，所述各独立的PHY芯片内集成有高速SERDES接口，并通过所述高速SERDES接口直接与所述的光模块通信连接。

在其中一个实施例中，所述各独立的PHY芯片为88EXXX芯片。

在其中一个实施例中，所述光模块为热拔插模块。