一種適用于rtds的高速通訊模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種通訊模塊，具體涉及一種適用于RTDS的高速通訊模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]仿真技術(shù)與試驗測試技術(shù)是新型裝備研發(fā)的兩個重要技術(shù)手段，目前新模型、新控制保護(hù)算法的有效性缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行驗證，造成研發(fā)流程緩慢，靈活性不足，也為后續(xù)仿真計算增加了不確定性。
[0003]目前，仿真技術(shù)已全面進(jìn)入實時化仿真時代，以RTDS為代表的實時數(shù)字仿真系統(tǒng)為控制保護(hù)裝置開發(fā)與測試、新型電力電子裝置研發(fā)提供了靈活與便捷的手段。然而，如想把外部設(shè)備與RTDS聯(lián)合進(jìn)行實時仿真，現(xiàn)有方法是通過RTDS公司提供的I/O板卡實現(xiàn)，對于模擬量輸入或輸出卡，每張卡片具有12個輸入或輸出通道，對于數(shù)字量輸入或輸出卡，每張卡具有64路輸入或輸出通道，單一使用時，輸入輸出卡需與RTDS的PB5核心計算板卡通過光纖連接，同時占用PB5板卡一個光纖接口，每張PB5卡僅有兩個光纖接口用于外接輸入輸出板卡，雖然各輸入輸出板卡可串聯(lián)使用，但串聯(lián)在末端的板卡與PB5卡通訊時間加大，有可能引起計算的不穩(wěn)定，且連線較復(fù)雜，如果傳輸數(shù)據(jù)量較大的話，則需要更多的I/O板卡，一方面對RTDS核心計算資源占用嚴(yán)重，另一方面I/O板卡費(fèi)用較高。
[0004]仿真技術(shù)領(lǐng)域在向更小仿真步長，更大仿真能力發(fā)展的過程中，必然使用更高速的計算處理單元，F(xiàn)PGA是一種很好的選擇，Xilinx公司高端FPGA開發(fā)板內(nèi)含有豐富的邏輯資源，最高性能的FPGA包括433200個查找表資源、3600個DSP資源、36個吉比特高速收發(fā)器、850個1等等。板載有兩塊4GB 1600MTs DDR3存儲器；128MB BPI接口 FLASH芯片，用于固化FPGA代碼使用；X8PCIe接口，可支持GEN1、GEN2、GEN3三種模式，單LANE最高有效線速率可達(dá)到8Gbps ;光纖接口，可與外部設(shè)備進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)交換，最高線速率為5Gbps，Virtex-7系列FPGA可以達(dá)到較高的系統(tǒng)時鐘，選用400MHz的時鐘，仿真步長可到50ns。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種適用于RTDS的高速通訊模塊，能夠很好的實現(xiàn)外部設(shè)備與RTDS系統(tǒng)的聯(lián)合仿真，為新模型開發(fā)、控制保護(hù)策略設(shè)計、新型裝備研發(fā)提供先進(jìn)的在環(huán)測試技術(shù)手段。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下方案:
[0007]本實用新型提供一種適用于RTDS的高速通訊模塊，所述通訊模塊采用光纖通訊方式實現(xiàn)外部設(shè)備與RTDS的通訊與數(shù)據(jù)交換，所述通訊模塊包括第一通訊接口、數(shù)據(jù)處理單元和第二通訊接口 ；所述數(shù)據(jù)處理單元通過第一通訊接口與RTDS連接，并通過第二通訊接口與外部設(shè)備連接。
[0008]所述數(shù)據(jù)處理單元與第一通訊接口和第二通訊接口之間均通過電信號連接，所述第一通訊接口與RTDS之間通過光信號連接，所述第二通訊接口與外部設(shè)備之間通過電信號或光信號連接。
[0009]所述第一通訊接口的輸入側(cè)通過SFP光模塊和LC-LC光纖跳線連接RTDS的PB5板卡背板輸出端口，為RTDS與通訊模塊間數(shù)據(jù)傳輸提供通路；所述第一通訊接口的輸出側(cè)連接所述數(shù)據(jù)處理單元，向數(shù)據(jù)處理單元提供數(shù)據(jù)輸入。
[0010]所述第一通訊接口與RTDS之間采用RTDS通訊規(guī)約，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0011]所述數(shù)據(jù)處理單元為FPGA板卡，所述FPGA板卡采用Xilinx公司的ML-605開發(fā)板；
[0012]ML-605開發(fā)板以第一通訊接口的輸出作為輸入，完成對RTDS下傳數(shù)據(jù)的高速處理，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)上傳回RTDS，并下發(fā)至外部設(shè)備。
[0013]所述ML-605開發(fā)板基于Aurora通訊規(guī)約，通過第一通訊接口與RTDS建立通訊鏈路，完成數(shù)據(jù)交換。
[0014]所述第二通訊接口連接ML-605開發(fā)板內(nèi)部電路連接，通過第二通訊接口的HPC端口和LPC端口實現(xiàn)與外部設(shè)備的連接。
[0015]所述HPC端口與SM-18光口擴(kuò)展卡連接，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的電/光信號轉(zhuǎn)化及分路發(fā)送，所述SM-18光口擴(kuò)展卡最大可擴(kuò)展為8路雙工光纖通道，適用于具有大數(shù)據(jù)高速外送及回收需求的外部設(shè)備。
[0016]所述LPC端口與對應(yīng)的差分電路擴(kuò)展卡連接，用于實現(xiàn)電信號的差分通訊，適用于具有數(shù)據(jù)量少且傳輸距離近外送及回收需求的外部設(shè)備。
[0017]所述外部設(shè)備為需要與RTDS聯(lián)合仿真的設(shè)備，包括待測試的控制保護(hù)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0019]本實用新型提供一種適用于RTDS裝置的高速通訊模塊，可實現(xiàn)外部設(shè)備與RTDS的高速通訊，充分發(fā)揮RTDS實時仿真技術(shù)優(yōu)勢，占用RTDS核心板卡的端口少，對外傳輸數(shù)據(jù)量大，且可自定義數(shù)據(jù)處理功能，支持自主開發(fā)的各類模型和控制保護(hù)等，并將處理結(jié)果反饋至RTDS，為外部設(shè)備的在環(huán)測試提供了先進(jìn)靈活的技術(shù)手段，可提高研發(fā)效率，保證各子研發(fā)過程的平滑過渡，并能夠在研發(fā)早期的問題與缺陷，更好的指導(dǎo)裝備研發(fā)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例中適用于RTDS裝置的高速通訊模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖1，本實用新型提供一種適用于RTDS的高速通訊模塊，所述通訊模塊采用光纖通訊方式實現(xiàn)外部設(shè)備與RTDS的通訊與數(shù)據(jù)交換，所述通訊模塊包括第一通訊接口、數(shù)據(jù)處理單元和第二通訊接口 ；所述數(shù)據(jù)處理單元通過第一通訊接口與RTDS連接，并通過第二通訊接口與外部設(shè)備連接。
[0023]所述數(shù)據(jù)處理單元與第一通訊接口和第二通訊接口之間均通過電信號連接，所述第一通訊接口與RTDS之間通過光信號連接，所述第二通訊接口與外部設(shè)備之間通過電信號或光信號連接。