博客

SMVsubscriber – IEC 61850采样测量值帧的硬件处理

IEC 61850-9-2 标准引入的采样测量值（SMV 或 SV）过程总线概念。该标准提出，电流和电压互感器（CT、PT）输出和其他信号在源头进行数字化处理，然后使用基于以太网的局域网 （LAN） 与这些设备进行通信。

采样值作为在组播以太网帧中编码的数据集样本的高速流传输。该协议使用发布者/订阅者模型，其中发布者将未确认的数据传输给订阅者。例如，在 IEC 61850-9-2 LE 配置文件中，采样值以每秒 4000 帧的速率发布（网格频率为 50Hz）和每秒 4800 帧（60 Hz）。

SoC-e 开发了一种创新技术，可以利用 FPGA 上的并行硬件处理，以确定性和极低的延迟处理大规模 SMV 流。所有必需的功能都已嵌入到名为 SMV用户 IP 的单个 IP 内核中。

咨询产品
下载目录

SMV用户分析传入流量并检测 IEC 61850-9-2 采样测量值 （SMV） 帧。根据几个配置参数，处理选定的 SMV 帧，提取四相（A、B、C 和 N）的电流和电压采样值。IP 使用这些采样值来执行离散傅里叶变换 （DFT） 的计算，以获得每个相位的角度和幅度以及均方根 （RMS）。它还为样本提供用户定义的抽取率。

SMV订阅者的主要功能包括：

  • 第 2 层 IEC 61850-9-2 （SMV） 帧处理
  • 用于计算一次谐波（50 或 60 Hz）的幅度和相位的 DFT 计算模块的高性能实现
  • 高性能 RMS 计算模块（高达 1562500 次计算/秒）
  • 最多支持 128 个同步 SMV 流（最多 320 个流，具体取决于进程窗口配置）
  • 完全计算 6us 的确定性延迟时间
  • 状态、配置和统计计数器寄存器
  • 1000 Mbps AXI-Stream 接口，用于无缝片上通信，并与 SoC-e 网络 IP（HSR/PRP、以太网、TSN）组合)

SMV订阅者允许灵活、轻松地进行定制（GUI 界面），以根据所需的性能资源权衡来生成最佳实施。除其他参数外，SMV订阅者还允许配置：

  • 支持的最大流数
  • 硬件 DFT 处理模块的并行度级别
  • 可实施 RMS 处理模块的并行度级别
  • 发送到更高软件应用程序的 RAW SMV 帧的抽取率
  • 样本处理速率和窗口，用于调整计算
    DFT 和 RMS 的每个流的频率

想了解更多信息，欢迎通过info@intelnect.com联系虹科

支持的 Xilinx FPGA 系列和评估板

SoC-e SMV IP 核可部署在以下 Xilinx 系列中。您可以在以下链接中找到不同的 Xilinx 产品表和选型指南：

产品推荐

MTSN IPcore

全面的TSN解决方案，能够实现多种TSN协议规范

HSR/PRP/PTP IPcore

实现可靠性以太网通信的高可用性无缝冗余和并行冗余协议标准

网管/非网管IPcore

以太网交换机 IP 内核，面向可编程硬件平台

更多IPcore方案

减少设计和调试时间，加速开发进程