[发明专利]一种数字故障录波装置内部插件间多通道高速通讯的方法

说明书

本发明涉及电力系统数字故障录波装置领域。数字故障录波装置由多块数据采集插件、1块数据处理插件和1个管理单元组成。本发明把1块数据处理插件和1‑4块数据采集插件设计在一个箱体内。数据处理插件与每块数据采集插件之间最多有一对一连接的32对BLVDS高速差分信号通道。通讯采用抗干扰编码、扰码编解码和应答反馈以保证通讯正确。每对BLVDS信号最高通讯速度达每秒500兆位。BLVDS可以双向传输信号。数据处理插件和每块数据采集插件各含1颗可编程逻辑芯片。数据处理插件有4‑32个BLVDS通道，每个数据采集插件连接1‑8个BLVDS通道。本发明为实现前述通讯功能只需占用较少的可编程逻辑芯片资源。这种设计的优点是：通讯速度高、通讯通道多、占用资源少和数字故障录波装置配置灵活、成本低。

技术领域

本发明涉及电力系统数字故障录波装置领域，特别涉及到数字故障录波装置内部插件间的通讯应如何设计才能使得通讯速度更高、通讯通道更多和占用资源更少。

背景技术

如图1所示，数字故障录波装置要连接若干网络信号。这些网络信号来自合并单元（MU）或来自变电站的网络交换机。数字故障录波装置在个别情况下可能还要与特殊设备交换少量的数据。数字故障录波装置由多块数据采集插件、1块数据处理插件和1个管理单元组成。数据采集插件采集上述网络信号，可能在个别情况下还要初步处理其它个别信号。数据处理插件完成对来自数据采集插件的信息进行分类和提取等等处理功能。数据采集插件通常内含可编程逻辑芯片，这样与路数较多的网络信号接口更容易。数据处理插件一般也含可编程逻辑芯片。数据处理插件与多块数据采集插件进行通讯。来自MU的每个网络信号内含模拟量值(SV),网速是每秒1百兆位。来自网络交换机的每个网络信号内含开关量（GOOSE）、模拟量值(SV)或其它数字信号, 网速是每秒1百兆位或每秒1千兆位。这里的千兆网络信号网速是指每帧内的平均网速，但考虑目前用户对数字故障录波装置的要求，每帧之间可能有空隙，每秒内的平均网速实际上不大于每秒4百兆位。目前对数字故障录波装置的最大配置来说，需要连接的合并单元（MU）个数不少于24 台，经挑选的采样值（SV）通道数不少于128路,开关量（GOOSE）控制块不少于64个，经挑选的开关量信号不少于512路，接入的总网络数据量大于每秒4百兆位。因为需要采集的网络信号总路数比较多、信息速度比较快和数据总量比较大，因此需要多块数据采集插件，对数据处理插件与多块数据采集插件之间的通讯要求比较高。

数据处理插件与多块数据采集插件之间的通讯可选择并行接口、PCIE接口、USB接口和以太网接口等。因为CPU和可编程逻辑芯片通常没有数量较多、性能较高的USB接口，因此很少选用采用USB接口。

发明内容

本发明的目的是，为数据处理插件与多块数据采集插件之间的通讯提供一种方法，使通讯速度比较快、通讯通道数比较多和通讯数据总量比较大，并且配置比较灵活、占用资源比较少和成本比较低。

如图2所示，本发明采用的技术方案如下。数据采集插件为1-4块，每个数据采集插件连接2-8个百兆位网络信号、1-2个千兆位网络信号或少量的特殊信号,数据总量不超过每秒2千兆位。这样设计的优点是，设计的每块数据处理插件和多块数据采集插件面积和接线端子大小合适，可以把数据处理插件与多块数据采集插件放用一个机箱内，降低了成本；生产时灵活配置不同块数的数据采集插件和不同配置的网络信号，即满足了最大配置时数字故障录波装置的要求，又降低了较小配置时数字故障录波装置的成本。