[发明专利]一种高性能电能质量通用测控芯片架构

说明书

本发明属于电力领域，尤其涉及一种高性能电能质量通用测控芯片架构包括核心处理器、总线单元、存储单元、通信接口单元、DMA、电能质量硬件算法单元、时钟管理单元、加密单元、ADC采样模块和外设单元；所述核心处理器通过所述总线单元连接所述存储单元、通信接口单元、DMA、电能质量硬件算法单元、时钟管理单元、加密单元、ADC采样模块和外设单元。能够提供高效的专用电能质量通用测控的功能。

技术领域

本发明属于电力领域，尤其涉及一种高性能电能质量通用测控芯片架构。

背景技术

电能质量作为衡量供电水平的重要标准，标志着一个国家电力工业发展水平，直接关系到国民生产总值和经济效益。随着工业水平的不断进步，配电网中精密仪器，敏感设备越来越多，电能质量的优劣直接影响这类设备的运行。然而目前对于电能质量问题往往采用“被动”测控的方式，有问题才去针对测量、监测、分析评估和治理，并没有在整个电力物联网采用“主动”监测并防控，未能够及时反映出整个电力物联网的电能质量状态，以至于无法提前预防并治理电能质量恶化的源头。

目前电能质量的检测多采用便携式装置，无法广泛部署于配电网。随着电力物联网的不断发展，更加急迫需要海量的“边缘侧”设备和“终端侧”设备在更多场景下具备电能质量通用测控能力。但我国目前缺乏该电能质量专用芯片，常规嵌入式芯片（DSP和单片机等）难以满足多场景下电能质量测控设备的应用需求，因此亟待研究国产化的电能质量芯片及架构。

发明内容

为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种高性能电能质量通用测控芯片架构，具体技术方案如下：

本发明提供一种高性能电能质量通用测控芯片架构，包括：核心处理器、总线单元、存储单元、通信接口单元、DMA、电能质量硬件算法单元、时钟管理单元、加密单元、ADC采样模块和外设单元；所述核心处理器通过所述总线单元连接所述存储单元、通信接口单元、DMA、电能质量硬件算法单元、时钟管理单元、加密单元、ADC采样模块和外设单元。

优选的，所述核心处理器包括Cortex A7架构的CPU，所述核心处理器设置有浮点数处理单元，所述核心处理器的主频不小于800M。

优选的，所述总线单元包括APB0总线、APB1总线、AXI总线和AHB总线；对应的，所述核心处理器通过所述APB0总线连接所述通信接口单元和所述ADC采样模块；所述核心处理器通过所述APB1总线连接所述时钟管理单元和所述外设单元；所述核心处理器通过所述AXI总线连接所述存储单元；所述核心处理器通过所述AHB总线连接所述DMA、所述加密单元和所述电能质量硬件算法单元。

优选的，所述所述通信接口单元包括：I2C接口、SPI接口、SCI接口、UART接口、USB接口和QSPI接口。

优选的，所述外设单元包括：看门狗计时器、通用I/O端口、定时器、TRNG、CAP捕获单元和PWM单元。

优选的，所述APB1总线与AXI总线通过APB-AXI桥相连，AXI总线与AHB通过AXI-APB桥相连，AHB总线与APB0总线通过AHB-APB桥相连。

优选的，所述AHB总线还挂载有EMAC、CRC硬件循环冗余校验单元、校验单元、USB通信端口和QSPI通信端口。

优选的，所述电能质量硬件算法单元包括硬件乘法单元、FFT数字滤波单元、FIR数字滤波单元、IIR数字滤波单元和三角函数加速器单元；其中，所述FFT算法单元用于电力谐波的分析和三相不平衡计算；所述FIR数字滤波单元和IIR数字滤波单元用于滤除电网高频噪声；所述三角函数加速器用于采用CORDIC算法以实现三角函数运算的硬件加速。

优选的，所述所述存储单元包括：SPRAM、DDR SDRAM和Boot ROM。