基于IP 核的电力系统监控装置SOC 设计.pdf.pdf

2
ö
第 25 卷第 4 期增刊仪器仪表学报 2004 年 8 月
基于 IP 核的电力系统监控装置 SOC 设计
彭洲红陈莉莉虞致国徐健健
(南京大学物理学系南京 210093)
摘要介绍了一种基于 IP 核的电力系统监控装置, 详细描述了该装置的 IP 核模块, 并设计了基于 FPGA 的硬件仿真平台,
验证了系统功能的正确性。提出了在硬件设计和 IP 核开发中所运用的关键技术。
关键词 IP 片上系统 FPGA 电力系统监控
Design of Power Monitoring Unit SOC Based on IP Cores
Peng Zhouhong Chen Lili Yu Zhiguo Xu Jianjian
(Department of Physics , Nanjing University , Nanjing 210093 , China )
Abstract It presents the design of power system monitoring unit based on Intellectual Property cores. The Intel
lectual Property cores are described in detail and an hardware simulation system based on FPGA is designed and
the system functions are verified. Some key techniques used in the development of hardware and Intellectual
Property cores are put forward .
Key words IP System on chip FPGA Power system monitoring
制机为硬件核心, 并以 NI 公司的图形化编程语言
1 引言 Labview 作为平台的计算机监控系统。本装置硬件结
构原理图如图 1 所示。
电力系统运行参数的监测在电力系统的生产和自动
化控制中是一个非常重要的内容。随着集成电路的设计
技术和深亚微米制造技术的迅速发展, 集成电路已进入
片上系统时代, 且由数字 SOC (System On Chip ) 全面转
向数字和模拟混合信号 SOC。本系统设计是将电力系统
监控装置所需的信号采集、转换、存储、处理和 I O 等各
个部分功能尽可能下载于同一芯片中, 实现片上系统, 从
而大大缩小其体积; 同时简化了 PCB 系统设计和提高了
整个监控装置的抗干扰能力。
图 1 硬件结构原理图
2 系统结构
3 IP 核的设计
整个监控系统是一个实时数据处理系统。它用来
实时监测保护对象的电流、电压、频率等参数, 一旦设
IP (intellectual Property ) 内核模块是一种预先设
备出现故障, 可根据预定的保护算法自动给出触发信
计好的甚至已经过验证的具有某种确定功能的集成电
号, 保证电力系统的安全可靠运行。本系统功能设计的
路、器件或部件。基于 IP 模块的片上系统设计方法采
验证是在总