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工業云計算IP核 > SMVsubscriber – IEC 61850采樣測量值幀的硬件處理
 

SMVsubscriber – IEC 61850采樣測量值幀的硬件處理

 

 

IEC 61850-9-2標準引入了采樣測量值(SMV或SV)過程總線概念。該標準建議將電流和電壓互感器(CT,PT)的輸出和其他信號在源頭上進行數字化處理,然后使用基于以太網的局域網(LAN)與這些設備進行通信。

采樣值作為多播以太網幀編碼的數據集樣本的高速數據流進行傳輸。該協議使用發布者/訂閱者模型,其中發布者將未確認的數據傳輸給訂閱者。例如,在IEC 61850-9-2 LE配置文件中,對于50Hz的電網頻率,采樣值以每秒4000幀的速率發布,而對于60Hz則以每秒4800幀的速率發布。

SoC-e開發了一項創新技術,可利用FPGA上的并行硬件處理優勢,以確定性和極低的延遲處理大量SMV流。所有必需的功能已嵌入到名為SMV訂閱者IP的單個IP內核中。

 

 

SMV訂閱者分析傳入流量并檢測IEC 61850-9-2采樣測量值(SMV)幀。根據幾個配置參數,處理選定的SMV幀,提取四個相位(A,B,C和N)的電流和電壓采樣值。IP使用這些采樣值來執行離散傅立葉變換(DFT)的計算,以獲取每個相位的角度和大小以及均方根(RMS)。它還為樣本提供用戶定義的抽取率。

SMV訂閱者的主要功能是:

  • 第2層IEC 61850-9-2(SMV)幀處理
  • DFT計算模塊的高性能實現,用于計算一次諧波的幅度和相位(50或60 Hz)
  • 高性能RMS計算模塊(高達1562500計算/秒)
  • 最多支持128個并發SMV流(最多320個流,具體取決于過程窗口配置)
  • 完整計算6us的確定性等待時間
  • 狀態,配置和統計計數器寄存器
  • 1000 Mbps AXI-Stream接口,用于無縫片上通信以及與SoC-e網絡IP(HSR/PRP以太網TSN)的組合

SMV訂閱者可以靈活,輕松地進行定制(GUI界面),以根據所需的性能資源進行權衡來生成最佳實現。除其他參數外,SMV訂閱者還可以配置:

  • 支持的最大數據流個數
  • 硬件DFT處理模塊的并行度
  • 可實施RMS處理模塊的并行度
  • 發送給高級軟件應用程序的RAW SMV幀的抽取率
  • 樣本處理速率和窗口,用于調整計算DFT和RMS的每個流的頻率

 

 

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