第二章--数字式保护的硬件系统要点分析.pptVIP

* 3. 数据处理芯片(DSP) DSP 性能特点 1)在单个指令周期内完成乘法/累加运算； 2)速度达到101～103MIPS(每秒百万指令million instruction per second)的定点运算； 3)指令中有循环寻址、位倒序等指令； 4)数据交换达到每秒数百兆字节的传输速率，主要是受片外存储器速度的限制； 5)并行性：DSP可在每个周期内可以完成多个操作。 * DSP在片上设置仿真模块或仿真调试接口。TI在TMS320系列芯片上设置了符合IEEE 1149标准的JTAG标准测试接口及相应的控制器。接通JTAG接口，就可以在PC上运行一个软件去控制它，不但能控制和观察多微处理器中每一个处理器的运行，还可以用这个接口来装入程序。 3. 数据处理芯片(DSP) * DSP举例 3. 数据处理芯片(DSP) 目前国内已广泛采用DSP为核心芯片的数字式保护装置。以TMS320F206为例介绍： * (1)CPU芯片 先进的多总线结构：程序总线、数据总线、地址总线。 32位的算术逻辑单元（ALU） 硬件乘法器 桶形移位器 3. 数据处理芯片(DSP) * (2)存储器 192k×16－bit可寻址存贮器空间（64k的程序，64k的数据，64k的I/O口空间）。 (3)指令集 有单指令循环和块循环操作；有块存储器搬移指令，更便于程序和数据管理。 (4)标准串行口 (5)16个中断源 (6)速度：单周期为50ns执行时间。 3. 数据处理芯片(DSP) * 用单片机较强的输入、输出接口实现保护的信号、跳闸和控制功能。 DSP 单片机 数字式保护硬件系统 ＋ ＝ DSP强大的运算能力进行保护的数据处理和快速进行复杂运算的能力实现复杂的保护原理。 3. 数据处理芯片(DSP) * DSP 应 用 DSP 以DSP为核心，通过对ADC的控制实现模拟量转换，然后完成预定的保护算法的运算，同时，在数据计算结果满足出口跳闸条件的情况下，控制开关量的输出，以实现对外部回路的实时控制。 3. 数据处理芯片(DSP) * 单 片 机 应 用 单片机 单片机外围扩展电路较多，而其I/O口资源有限。I2C总线是一种两线制的串行总线，它通过一根时钟线SCL和一根数据线SDA实现总线上挂接器件之间的两两通讯。 * 在设计中只要占用51单片机的两个I/O口用于模拟I2C总线操作，即可实现对总线上所有符合I2C总线协议的器件进行控制，而且单片机作为总线上唯一的主器件控制总线操作，不存在总线冲突的问题，数据传输的可靠性较高。可见，这种方案不但节省了51单片机的I/O口资源，也简化了电路，这在外围电路扩展较多而数据传输速率又不要求太高的场合十分适合。 而要实现装置的所有功能，这两个CPU间需要进行多方面的数据交换， 下面介绍一种采用双端口RAM实现两个CPU高速数据通信的结构。 * 提供双口RAM了两个完全独立的端口，每个端口具有自己的地址线、数据线和控制线，两侧的CPU都可以将双口RAM看作自己的外扩存储器，独立地读写双口RAM的任一存储单元。双口RAM与两侧CPU的接口电路如下图所示： * DSP应用举例 双口RAM DSP 单片机 * 80C51为8位机，而TMS320F206为16位机，为了方便读写操作，选用了两片容量为4K×8的高速双口RAM――IDT7134。这样两侧CPU可以完全独立地读写双口RAM，双方的信息很容易实现交互传递。 DSP应用举例 * 数据处理单元 当单片机用于实现保护功能时，首先需要就是存储器的扩展。单片机内部虽然设置了一定容量的存储器，但这种存储器一般容量较小，需要从外部进行扩展，配置外部存储器，包括程序存储器和数据存储器。 为了满足继电保护定值设置的需求，还配置了电可擦除的可编程只读存储器（EEPROM）存储定值等。程序常驻于只读存储器（EPROM）中，计算过程和故障数据记录所需要的临时存储是由随机读写存储器（RAM）实现。。 处理器通过其数据线、地址线、控制线及译码器来与存储器部件进行通讯。根据不同保护功能的要求，一般还要扩展一些并行口等。 * 一、硬件系统概述 二、数据采集系统 三、数据处理系统 四、开关量输入输出系统 五、通信模块与电源 第二章 数字式保护硬件系统 * （1）开关量输入回路 四、开关量输入输出系统 数字式保护装置的开关量输入即接点状态（接通或断开）。 开光量输入包括断路器和隔离开关的辅助接点或跳合闸位置继电器接点，外部装置闭锁接点，气体继电器接点。还包括某些装置上压板位置输入等。 * 当外部接点K1接通时，有电流通过发光二极管回路，光敏三极管导通。因此三极管的导通和截止反映了外部接