[发明专利]一种用于安全稳定控制装置电气量计算的FPGA模块

摘要

本发明是一种用于安全稳定控制装置电气量计算的FPGA模块，属电力系统自动化领域。该模块由时钟逻辑单元、地址译码逻辑单元、命令状态寄存器、系统控制器、智能FFT处理单元(FFT_LINE)、坐标旋转计算机单元(CORDIC)构成，该模块输入信号连接外部CPU地址总线Addr、数据总线D、读信号nRD、写信号nWR以及输入时钟clkin。在数据总线D上输入电力线路各电气量采样值，模块运算结果为电力线路3相电压电流有效值、零序电压电流有效值以及各相电压当前相角，并保存在智能FFT处理单元中的输出缓冲区里，供片外CPU读取，从数据总线D上输出给CPU。采用本发明方法，解决了既有方法存在的不足。

主权项

一种用于安全稳定控制装置电气量计算的FPGA模块，其特征在于：包括时钟逻辑单元、地址译码逻辑单元、命令状态寄存器、系统控制器、智能FFT处理单元(FFT_LINE)、坐标旋转计算机单元(CORDIC)；所述FPGA模块输入信号连接外部CPU地址总线Addr、数据总线D、读信号nRD、写信号nWR以及输入时钟clkin；智能FFT处理单元包括智能记忆逻辑、输入缓冲区、输出缓冲区、FFT运算单元、数据输入处理单元、数据输出处理单元、FFT_LINE核心控制器、数据输入控制器以及数据输出控制器；智能记忆逻辑有2路输入信号，1路连接命令状态寄存器输出Reset信号，1路连接到外部CPU写信号nWR，其输出地址线Add[6..1]连接输入缓冲区地址端，输出Copy_Add[6..1]连接到数据输入控制器；数据输入控制器输出读信号nFRD、读地址addrR连接到输入缓冲区，输出写信号nFFWR、写地址addrFW连接到FFT运算单元计算缓冲区，输出PRO_IN_OVER连接到FFT_LINE核心控制器；数据输出处理控制器输出写信号nFWR、写地址addrW连接到输出缓冲区，输出读信号nFFRD、读地址addrFR连接到FFT运算单元计算缓冲区，输出PRO_OUT_OVER连接到FFT_LINE核心控制器；FFT运算单元中的FFT运算控制器输出FFT_OVER信号连接到FFT_LINE核心控制器，FFT_LINE核心控制器产生EN_PRO_IN连接到数据输入处理控制器，产生EN_PRO_OUT信号连接到数据输出处理控制器，产生EN_FFT信号连接到FFT运算单元；坐标旋转计算机单元包括输入数据处理逻辑、输出数据处理逻辑、CORDIC运算控制器、CORDIC计算逻辑以及2选1选择器，CORDIC运算控制器输出读信号nRDCdc、写信号nWRcdc连接到FFT_LINE单元输出缓冲区，产生地址输入选择信号以及地址信号Cddr[19..1]连接到地址译码逻辑单元，产生有效值/相角输出锁存信号连接到2选1选择器控制端；输入数据处理逻辑输入端连接FFT_LINE单元输出缓冲区数据总线，输入数据处理逻辑输出连接到CORDIC计算逻辑输入，CORDIC计算逻辑输出连接到输出数据处理逻辑，输出数据处理逻辑输出连接到2选1选择器输入。