本文選題：片上可編程系統(tǒng)　切入點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列　出處：《北京化工大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多影響電能質(zhì)量的設(shè)備被引入電網(wǎng)中，通常需要采用電能質(zhì)量分析儀對(duì)電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而監(jiān)測(cè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)參數(shù)需要處理，這些參數(shù)往往還需要長(zhǎng)久保存，若不進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮存儲(chǔ)并傳輸，它們將對(duì)電能質(zhì)量分析結(jié)果產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。 論文通過(guò)對(duì)在線式電能質(zhì)量分析儀中海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸技術(shù)問(wèn)題的研究，試圖找到解決海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)及傳輸問(wèn)題的方法，本文采用片上可編程技術(shù)SOPC，設(shè)計(jì)了一個(gè)以Xilinx公司的FPGA為核心芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量分析儀中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)南到y(tǒng)。 首先，論文介紹了課題研究的背景和意義，，簡(jiǎn)要敘述了SOPC技術(shù)進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)及Xilinx的SOPC開(kāi)發(fā)流程，隨后介紹了MicroBlaze軟核處理器及其相關(guān)IP核技術(shù)，再介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及LZW壓縮技術(shù)，并對(duì)LZW算法進(jìn)行了改進(jìn)。 其次，整個(gè)系統(tǒng)確定了基于電能質(zhì)量分析儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸?shù)挠布O(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)各種芯片的選型，編寫(xiě)了基于該硬件平臺(tái)板級(jí)描述XBD文件，并通過(guò)該文件建立了最小系統(tǒng)。根據(jù)電能質(zhì)量分析儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸系統(tǒng)的功能添加了所需要IP核到最小系統(tǒng)中，這些IP核包括快速鏈接FSL總線IP核，串口通信控制器IP核、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IIC總線IP核、CF卡存儲(chǔ)SysACE控制器的IP核、以太網(wǎng)傳輸控制器IP核以及FPGA與DSP之間通信的用戶自定義IP。 再次，確定了基于該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案�；谠撚布脚_(tái)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)及傳輸?shù)能浖绦蛟O(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了下列功能：串口通信，F(xiàn)PGA通過(guò)FSL總線從DSP端接收數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA采用CF卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和LZW壓縮數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA通過(guò)以太網(wǎng)接口由LwIP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)到上位機(jī)。 最后，通過(guò)軟件編程分別實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量分析儀中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸系統(tǒng)中的各大模塊，對(duì)各模塊進(jìn)行了測(cè)試并得出各測(cè)試過(guò)程的結(jié)果。通過(guò)對(duì)整體系統(tǒng)模塊之間聯(lián)合測(cè)試，驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的正確性。
[Abstract]:With the rapid development of smart grid technology, more and more devices affecting power quality are introduced into the power grid. It is usually necessary to use power quality analyzer to monitor electrical parameters, and the monitoring process will produce a large number of data parameters to be processed. These parameters often need to be preserved for a long time. If they are not compressed and transmitted in real time, they will have a great negative impact on the results of power quality analysis. Based on the research of mass data storage and transmission technology in on-line power quality analyzer, this paper tries to find a way to solve the problem of compressed storage and transmission of mass real-time data. In this paper, a data storage and transmission system in power quality analyzer based on Xilinx's FPGA chip is designed by using the on-chip programmable technology (SOPC). Firstly, the paper introduces the background and significance of the research, briefly describes the advantages of SOPC technology in embedded development and the SOPC development process of Xilinx, and then introduces the MicroBlaze soft core processor and its related IP core technology. The overall design scheme and LZW compression technology of the system are introduced, and the LZW algorithm is improved. Secondly, the whole system determines the hardware design scheme based on the data storage and transmission of the power quality analyzer. Through the selection of various chips, a description XBD file is compiled based on the hardware platform. According to the function of the data storage and transmission system of the power quality analyzer, the required IP core is added to the minimum system. These IP cores include the fast link FSL bus IP core, the serial communication controller IP core. Real time clock IIC bus IP core CF card stores IP core of SysACE controller Ethernet transfer controller IP core and user-defined IPs for communication between FPGA and DSP. Again, The software design scheme based on this system is determined. The software program design of data receiving, storage and transmission based on the hardware platform mainly realizes the following functions: serial port communication FPGA receives the number of data from DSP side through FSL bus. According to FPGA, CF card is used to store data and LZW compressed data is uploaded from LwIP protocol to upper computer via Ethernet interface. Finally, each module of the data storage and transmission system in the power quality analyzer is realized by software programming, and the test results of each module are obtained. The correctness of the whole system is verified.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP368.1;TN47

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本文編號(hào)：1634494