研祥PowerPC核心板在合并單元中的應用
來源：研祥集團戰略市場研究院環保能源事業部 閱讀：2148 更新時間：2010-02-24 11:28一．系統概述
隨著電力行業信息化的發展，許多業內及通信方面的專家表示：在數字化變電站中PowerPC核心板將發揮越來越重要的作用。這一趨勢也得到國家電網公司和南方電網公司及眾多集成商的認可。據了解，目前新建的數字化變電站在合并單元設計中都不同程度地采用了以PowerPC為核心的解決方案。憑借對數字化變電站應用的深刻理解，在廣泛市場調研的基礎上，研祥公司新近推出了嵌入式核心板EEB-3611C2N，該核心板基于飛思卡爾的MPC8377處理器而設計，優秀的性能和通訊處理能力很好的滿足了當前數字化變電站建設的實際需求。
PowerPC 是一種精簡指令集（RISC）架構的中央處理器（CPU），其基本的設計源自IBM的 POWER,具有可伸縮性好、方便靈活等特點。
PowerPC處理器有廣泛的應用范圍，包括從諸如 Power6的高端服務器到嵌入式 CPU 市場。由于它具有優秀的處理性能、較低的功耗，因此在嵌入式領域得到了廣泛的應用。
國際電工委員會在IEC61850標準中定義了一種叫做合并單元 （Merging Unit，MU）的裝置，它作為ECT/EVT（電子式電流/電壓互感器）和保護、測控裝置的中間接口，主要功能是同步采集多路ECT/EVT輸出的數字信號并按照標準規定的格式發送給保護、測控裝置。合并單元作為遵循IEC61850標準的數字化變電站間隔層、站控層設備的數據來源，作用十分重要。
二．系統構成
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1、基于MPC8377的CPU處理和以太網通訊平臺
合并單元作為保護、測控設備的數據源，它的數據輸出方式主要是通過以太網發送遵循IEC61850-9格式的數據包，因此網絡性能是合并單元最重要的性能指標之一。系統所采用的研祥EEB-3611C2N核心板采用Freescale MPC8377處理器，主頻667MHz，板載512MB DDR2 SDRAM、64MB NOR Flash，支持2組10/100/1000Mbps以太網口（光電互斥），同時支持IEEE1588，優秀的處理性能和網絡性能可以很好的滿足應用需要。而且該核心板還支持2個PCI-E x 1的總線擴展，通過高速PCI-E總線可以擴展多路千兆以太網，滿足了合并單元對多路以太網輸出的需求。
2、FPGA的應用
現場可編程門陣列（FPGA）實現了硬件的軟件化，數據處理延時小，工作穩定可靠，升級方便，是實現合并單元中同步模塊的合理選擇。
FPGA的輸入量為GPS提供的1PPS，輸出為被1PPS同步后的采樣脈沖和解碼后的時標數據。同步采樣脈沖觸發電子式互感器和合并單元的模擬量采集模塊同步采集電流電壓量，解碼后的時標通過串行通信口被CPU讀取。
3、高精度ADC
合并單元作為變電站保護、測控裝置數據的來源，對ADC的精度提出了更高的要求，為了更好的適應更高的應用需求，采用高精度16位ADC。合并單元使用2片8路16位高性能ADC，在同步采樣信號的觸發下，同步采集轉化16路模擬量，供CPU讀取。
4、靈活配置
考慮具體工程的實際需求各有不同，合并單元也必須能夠滿足多樣的應用需求，因此合并單元的電子式互感器接口、以太網接口、模擬量采集、人機界面、開關量輸入/輸出等功能單元都采用模塊化設計，配置靈活。
三．系統特點
1、性能優秀，技術先進。系統所采用的MPC8377處理器具有667MHz的主頻，可以很好的支持千兆網，避免了應用低性能處理器搭配千兆網造成的千兆網性能無法有效發揮的問題。千兆網的應用也極大提高了網絡的整體性能。
2、支持IEEE1588。系統所采用的EEB-3611C2N核心板支持IEEE1588對時，可以滿足精確時鐘對時的需求。
3、配置靈活。EEB-3611C2N核心板板載資源非常豐富，除了有SATA、COM、USB、CAN、SPI、I2C、GPIO等接口資源外，還支持PCI、PCI-E、Localbus總線擴展，搭配根據應用需要設計的載板，可以靈活設計各種接口，滿足不同的應用需求。
4、可靠性高。采用全板載設計，整體功耗低，無需風扇散熱，具備較高的可靠度。
四．系統評價
目前，基于IEC61850標準的數字化變電站自動化系統的應用正在逐漸興起，使用PowerPC處理器實現合并單元的技術方案具有技術先進、性能優越等特點，豐富的片上資源可以根據不同的應用需求進行方案設計。研祥推出的基于MPC8377處理器的核心板處理性能和網絡性能優秀，板載資源豐富，是構建合并單元的先進技術方案。
