基于ARM和FPGA的电力光纤信号分析仪的设计

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1、20第113年4卷2第月415期日现代电子技术Feb．2011ModernElectronicsTechniqueVo1．34NO．4基于ARM和FPGA的电力光纤信号分析仪的设计杨柳(电子科技大学通信与信息工程学院，四JII成都610054)摘要：为了能更好地实现变电站的自动化和数字化以及完成变电站系统的实时监控、测试，更快捷、直观地获得设备的运行状态。介绍了一台基于ARM+FPGA的电力光纤信号分析仪的设计与研究，从硬件方面提出了新的设计方案。这种光纤信号分析仪主要实现对数字化变电站中通过100MBaseF

2、X传输的各种格式报文的抓取、信息提取、报文解码、实时存储及波形显示等功能。关键词：ARM；FPGA；高速A／D转换；IEC61850中图分类号：TN911—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2Ol1)04一Ol78—03DesignofElectricityFiberSignalAnalyzerBasedonARMandFPGAYANGLiu(SchoolofCommunicationandInformationEngineering，UniversityofElectronicSciencean

3、dTechnologyofChina，Chengdu610054。China)Abstract．-Inordertoimplementtheautomatizationanddigitization，achievethereal—timesupervisionandtestingofthesubstationsystem，andobtaintherunningstatusoftheelectricequipmentsquickly，theresearchprogressofanelectricityfi—ber

4、signalanalyzerbased0nARMandFPGAareintroduced，andaDove]designschemeofthehardwareoftheelectricityfibersignalanalyzerisproposed．Thisanalyzerhasthefunctionsofcapturingvariousmessagestranmittedthrough100MBaseFXindigitizedsubstation，extractinginformation，decodingm

5、essages，performingreal—timememoryandwaveformdisplay．Keywords：ARM；FPGA；high—speedA／Dconversion；IEC61850即用”，在工业控制通信上实现“一个世界、一种技术、0引言一个标准”。随着电力网络的扩大复杂化和区域互联趋势的到1系统构成及要求来，电力系统的行为也将越来越复杂。一些原有的假设条件和简化模型的适用性都将接受进一步的挑战与结合一些与该设计方案关于示波器仪表类似的优检验。在此情况下丰富详尽的现场实测数据，尤其是故秀文

6、章l_1。。]，并取其精华作为设计参考。该光纤信号分障或非正常状态下的数据。无疑将具有越来越重要的析仪主要由三部分组成，包括：接口部分、A／D采集控价值。它们不仅是分析故障原因检验继电保护动作行制部分和显示控制部分，如图1所示。其中每个模块都为的依据，也为电力工作者研究了解复杂系统的真实行实现各自的功能，具有良好的可移植性。为，发现其规律提供宝贵的资料，这种电力信号实时分析仪可以实时监测各种有用信息，电力系统也对其提出了更高的要求，而计算机技术的不断突飞猛进，也为这种光纤信号分析仪的采样速率、分析、处理、显示能

7、力提供保证，为提高监控可靠性、准确性、灵活性、实时性以及信息资源共享提供了充分的条件。目前，IEC61850标准的制定及其内容已超变电站自动化系统的范围，扩展到其他工业控制领域，成为基于通用网络通信平台的工业控制的国际标准。国内外很多电力设备生产商都在围绕IEC61850开展研究和应用工作，并提出IEC61850的发展方向是实现“即插图1光纤数字信号分析仪框图收稿日期：2010～09—29第4期杨柳：基于ARM和FPGA的电力光纤信号分析仪的设计179为了达到系统设计的要求，信号分析仪还需具有以2硬件设计方案下

8、功能：2．1接口部分设计方案(1)光电转换模块将来自不同光接口的光纤信号接口控制部分主要完成光纤信号接收、转发，主要转换为与光强成正比的电信号，完成1EC61850l6规定完成的功能如光纤信号接收、放大；对两路需要采集信的9—1，9—2，GOOSE格式光信号的接入和转发、IEC60044—7／8E]规定的FT3格式光信号的接入和转号进行放大、选择。这部分的关键技术在于光电／电光模块的选