[发明专利]一种以32位DSP为核心的微机保护装置的主板

说明书

技术领域

本发明涉及一种主板，具体地说，是涉及一种以32位DSP为核心的微机保护装置的主板。

背景技术

微机保护装置是一种利用微处理器构成的继电保护装置，由于它具有高可靠性、高选择性、高灵敏度及信息化程序高等特点，微机保护装置已在电力系统继电保护领域中得到广泛的运用。随着计算机技术及半导体技术的飞跃发展，微机保护装置的功能也越来越强大，信息化程度也越来越高；同时其应用领域也由单一的专业电力用户迅速的扩展到厂矿、企业、商业、部队等终端用户。

微机保护装置的性能主要通过主板的功能来实现。目前，传统微机保护装置的主板主要是由微处理器(单片机)、输入/输出通道、人机接口及通讯接口等硬件构成。传统微机保护装置的主板虽能满足广大终端用户的一般需求，但也存在以下的不足：

1.随着单片机处理技术的进一步发展及用户需求的扩展、信息化程度要求越来越高，传统微机保护装置主板上的微处理器的运算能力已不能很好的满足高速度的运算及信息化的要求；

2.传统微机保护装置的主板CPU总线在片外，容易受到外界的电磁干扰，使微机保护装置的稳定性能受到一定影响；

3.传统微机保护装置的主板的程序更新比较困难，整个微机保护装置的智能化程度不高，信息化程度不够。

综上所述，目前所使用的微机保护装置的主板已不能很好的满足现阶段广大用户的高速度、高智能化及网络化需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种以32位DSP为核心的微机保护装置的主板。该主板不仅总线不出芯片，而且运行速度快，同时还具有体积较小、程序更新方便、智能化程度高及性能稳定等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以32位DSP为核心的微机保护装置的主板，包括CPU模块，以及与CPU模块相连的采样模块、通讯模块、I/O口扩展模块、时钟电路模块、开入量采集模块、控制输出模块和保护运算模块，I/O口扩展模块还外接有液晶显示模块、按键输入模块和报警装置，所述主板内还设有双端口SRAM和CAN总线模块，所述CPU模块由管理CPU模块和DSP中央处理模块组成，所述管理CPU模块通过双端口SRAM实现和DSP中央处理模块的数据交换，采样模块、时钟电路模块、开入量采集模块、控制输出模块、保护运算模块以及CAN总线模块分别与DSP中央处理模块相连，而通讯模块和I/O口扩展模块分别与管理CPU模块相连。

所述通讯模块为RS-485通讯模块。

所述I/O口扩展模块为CPLD逻辑器件。

所述通讯模块和I/O口扩展模块分别通过双向总线与管理CPU模块相连。

所述采样模块为14位A/D采样模块。

所述报警装置包括音响报警及指示灯。

本发明中，主要模块为DSP中央处理模块、管理CPU模块和CPLD逻辑器件，其中，DSP中央处理模块以32位DSP为核心，其工作频率达到150MHz，指令执行速度为150MIPS，利用该芯片功能齐全、运算能力强等性能优点，提高本发明中所述主板的整体性能，DSP的主要功能：实现微机保护装置的数据及状态采样、计算、处理和输出控制；管理CPU模块主要进行人机界面及通讯的处理；而CPLD逻辑器件则主要用于I/O口扩展。

从上述设计可以看出，本发明的设计原理：以高性能的32位DSP中央处理器为核心，使用双向总线与采样模块进行数据交换，提高处理效率，同时设置多种功能的模块电路，利用管理CPU模块和CPLD逻辑器件来实现人机交换和通讯处理，使本发明具有高效率、高稳定性、高智能化的特点。

为提高系统智能化、信息化程度，本发明的控制程序通过JTAG方式实现在线升级，并在软件上增加了丰富的调试与自检功能，提高了通讯速率，使通讯信息更丰富。同时，本发明还设置了CAN总线，扩展了通讯接口，进一步提高了通讯速率、增加了信息化程度。

与现有技术相比，本发明相具有如下的优点及显著效果：

一.本发明所述主板采用“DSP中央处理模块+管理CPU模块+CPLD”的组件方案，不仅提高了系统的数据处理能力，增强了抗干扰能力，还具有功能更齐全、运算能力更强大、信息化程度更高、数据共享更方便等特点，为系统的信息化、智能化提供了硬件保障。而CPLD逻辑器件具有

二.本发明保护启动具有双重启动方式，即保护同时具有阈值启动与增量启动两种启动方式，启动更快速、更灵敏。

三.本发明采用14位A/D采样模块与DSP运算相结合的方式，极大的提高了采样的精度，增强了系统的灵敏性。