一種適用于rtds的高速通訊模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通訊模塊，具體涉及一種適用于RTDS的高速通訊模塊。
【背景技術】
[0002]仿真技術與試驗測試技術是新型裝備研發的兩個重要技術手段，目前新模型、新控制保護算法的有效性缺乏先進的技術手段進行驗證，造成研發流程緩慢，靈活性不足，也為后續仿真計算增加了不確定性。
[0003]目前，仿真技術已全面進入實時化仿真時代，以RTDS為代表的實時數字仿真系統為控制保護裝置開發與測試、新型電力電子裝置研發提供了靈活與便捷的手段。然而，如想把外部設備與RTDS聯合進行實時仿真，現有方法是通過RTDS公司提供的I/O板卡實現，對于模擬量輸入或輸出卡，每張卡片具有12個輸入或輸出通道，對于數字量輸入或輸出卡，每張卡具有64路輸入或輸出通道，單一使用時，輸入輸出卡需與RTDS的PB5核心計算板卡通過光纖連接，同時占用PB5板卡一個光纖接口，每張PB5卡僅有兩個光纖接口用于外接輸入輸出板卡，雖然各輸入輸出板卡可串聯使用，但串聯在末端的板卡與PB5卡通訊時間加大，有可能引起計算的不穩定，且連線較復雜，如果傳輸數據量較大的話，則需要更多的I/O板卡，一方面對RTDS核心計算資源占用嚴重，另一方面I/O板卡費用較高。
[0004]仿真技術領域在向更小仿真步長，更大仿真能力發展的過程中，必然使用更高速的計算處理單元，FPGA是一種很好的選擇，Xilinx公司高端FPGA開發板內含有豐富的邏輯資源，最高性能的FPGA包括433200個查找表資源、3600個DSP資源、36個吉比特高速收發器、850個1等等。板載有兩塊4GB 1600MTs DDR3存儲器；128MB BPI接口 FLASH芯片，用于固化FPGA代碼使用；X8PCIe接口，可支持GEN1、GEN2、GEN3三種模式，單LANE最高有效線速率可達到8Gbps ;光纖接口，可與外部設備進行高速的數據交換，最高線速率為5Gbps，Virtex-7系列FPGA可以達到較高的系統時鐘，選用400MHz的時鐘，仿真步長可到50ns。
【實用新型內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種適用于RTDS的高速通訊模塊，能夠很好的實現外部設備與RTDS系統的聯合仿真，為新模型開發、控制保護策略設計、新型裝備研發提供先進的在環測試技術手段。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采取如下方案:
[0007]本實用新型提供一種適用于RTDS的高速通訊模塊，所述通訊模塊采用光纖通訊方式實現外部設備與RTDS的通訊與數據交換，所述通訊模塊包括第一通訊接口、數據處理單元和第二通訊接口 ；所述數據處理單元通過第一通訊接口與RTDS連接，并通過第二通訊接口與外部設備連接。
[0008]所述數據處理單元與第一通訊接口和第二通訊接口之間均通過電信號連接，所述第一通訊接口與RTDS之間通過光信號連接，所述第二通訊接口與外部設備之間通過電信號或光信號連接。
[0009]所述第一通訊接口的輸入側通過SFP光模塊和LC-LC光纖跳線連接RTDS的PB5板卡背板輸出端口，為RTDS與通訊模塊間數據傳輸提供通路；所述第一通訊接口的輸出側連接所述數據處理單元，向數據處理單元提供數據輸入。
[0010]所述第一通訊接口與RTDS之間采用RTDS通訊規約，實現數據交換。
[0011]所述數據處理單元為FPGA板卡，所述FPGA板卡采用Xilinx公司的ML-605開發板；
[0012]ML-605開發板以第一通訊接口的輸出作為輸入，完成對RTDS下傳數據的高速處理，經處理后的數據上傳回RTDS，并下發至外部設備。
[0013]所述ML-605開發板基于Aurora通訊規約，通過第一通訊接口與RTDS建立通訊鏈路，完成數據交換。
[0014]所述第二通訊接口連接ML-605開發板內部電路連接，通過第二通訊接口的HPC端口和LPC端口實現與外部設備的連接。
[0015]所述HPC端口與SM-18光口擴展卡連接，用于實現數據的電/光信號轉化及分路發送，所述SM-18光口擴展卡最大可擴展為8路雙工光纖通道，適用于具有大數據高速外送及回收需求的外部設備。
[0016]所述LPC端口與對應的差分電路擴展卡連接，用于實現電信號的差分通訊，適用于具有數據量少且傳輸距離近外送及回收需求的外部設備。
[0017]所述外部設備為需要與RTDS聯合仿真的設備，包括待測試的控制保護系統或數據采集系統。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0019]本實用新型提供一種適用于RTDS裝置的高速通訊模塊，可實現外部設備與RTDS的高速通訊，充分發揮RTDS實時仿真技術優勢，占用RTDS核心板卡的端口少，對外傳輸數據量大，且可自定義數據處理功能，支持自主開發的各類模型和控制保護等，并將處理結果反饋至RTDS，為外部設備的在環測試提供了先進靈活的技術手段，可提高研發效率，保證各子研發過程的平滑過渡，并能夠在研發早期的問題與缺陷，更好的指導裝備研發。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例中適用于RTDS裝置的高速通訊模塊結構圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0022]如圖1，本實用新型提供一種適用于RTDS的高速通訊模塊，所述通訊模塊采用光纖通訊方式實現外部設備與RTDS的通訊與數據交換，所述通訊模塊包括第一通訊接口、數據處理單元和第二通訊接口 ；所述數據處理單元通過第一通訊接口與RTDS連接，并通過第二通訊接口與外部設備連接。
[0023]所述數據處理單元與第一通訊接口和第二通訊接口之間均通過電信號連接，所述第一通訊接口與RTDS之間通過光信號連接，所述第二通訊接口與外部設備之間通過電信號或光信號連接。