[发明专利]一种基于FPGA的高并行度的电力系统实时仿真方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的高并行度的电力系统实时仿真方法，所述仿真方法包括带缓存的组合运算组件和指令安排程序。带缓存的组合运算组件是在FPGA上实现的一种指令控制运算系统，其通过读数据存储区得到计算数据，通过写数据存储区保存计算结果，并由多个带缓存的组合运算组件协同配合共同完成整个仿真计算任务，使得FPGA内部硬件资源充分利用；指令安排程序将仿真程序变成带缓存的组合运算组件可以接受的控制指令，实现细粒度并行计算，并使控制指令的设计变得简单方便。本发明通过带缓存的组合运算组件和指令安排程序为电力系统电磁暂态实时仿真提供了一种新的解决方案，具有高度并行优势。

主权项

一种基于FPGA的高并行度的电力系统实时仿真方法，其特征在于，所述电力系统实时仿真方法包括以下步骤：构建带缓存的组合运算组件，所述组合运算组件包括：运算器，其中，每个运算器的输入口配备有一个输入口控制器，输出口配备一个输出口控制器，以及任意位置可读写的缓冲通道；组合运算组件通过读写数据存储区获得仿真参数，并协同配合共同完成所有仿真计算任务，实现细粒度并行计算；其中，协同配合由交换站的数据交换实现，交换站由一组寄存器和若干个输出口控制器组成，交换站内控制器负责交换站寄存器与其他带缓存的组合运算组件的数据存储区之间的数据流控制；指令安排程序将仿真程序转化为带缓存的组合运算组件可执行的控制指令；指令安排程序将仿真程序中每个基本运算看作一个任务，利用有向无环图描述任务之间的依赖关系，在有限的资源条件下实现控制指令的合理安排；其中，所述输入口控制器和输出口控制器具有通用性，包括：存储一系列控制指令的程序存储区、读取程序和解析程序的指令解码器、执行指令的多路开关。