【摘 要】
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该文在分析现有采用微处理器的智能测控器结构不足基础上,首次提出了采用可编程ASIC为核心代替通用微处理器的基本思路,并在此前提下提出并设计了基于可编程ASIC技术的电器智
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该文在分析现有采用微处理器的智能测控器结构不足基础上,首次提出了采用可编程ASIC为核心代替通用微处理器的基本思路,并在此前提下提出并设计了基于可编程ASIC技术的电器智能化测控器可重构硬件通用设计平台.确立了以可编程专用集成电路为核心的可重构电器智能化硬件设计平台结构;研究了平台的可重构结构形式以及可编程ASIC的静态重构、动态重构以及远程重构的实现方法;分析了平台设计中软、硬件划分策略并讨论了软硬件协同设计方法在平台中的应用,给出了系统整体管理与调度的模型;分析了平台的可靠性设计等问题.通过对电器智能化控制器功能模型的分析,具体给出了集成电路实现任务的划分,首次提出并设计了针对电器智能化应用的专用集成电路通用框架.提出了电器智能化芯片中多任务间的时间与空间混合并行结构,具体分析了其时间并行的流水线结构;研究了基于数据驱动控制策略的通信调度问题,建立了芯片内实时数据和多任务进程的调度机制.根据通用结构准则,研究并设计了一系列可重用的智能化电器测控器专用集成电路功能模块,它们包括数据采集、数据处理、任务调度、控制算法、通信等部分,形成了标准的电器智能专用集成电路设计功能模块库.这些宏模块为实现面向SOC技术的相关专用集成电路设计与开发奠定了良好的基础.进一步利用所设计的功能模块库,设计完成了集计量、保护、控制、通信功能于一体的电器智能化专用集成电路,并在所开发的产品中得到实际应用,在国内首次实现了SOC技术下的电器智能化测控器的开发.研究并开发完成了一种智能电器测控器一线路保护单元,通过设计实例给出了基于该平台进行电器智能化测控器设计的具体方法和步骤.在此基础上还进一步研究了变压器保护单元的设计.通过变压器保护单元的设计,具体给出了在该文提出的可重构平台基础上开发衍生产品的一般方法和步骤.研究表明,在已开发的智能单元基础上,仅通过更换保护算法模块,几乎可以设计所有类型智能电器测控器,平台的设计重用技术极大地加速了新产品的开发.此外,该文还探讨了可重构硬件平台在电器智能化新技术研究中应用,提出了将专用集成电路在可重构平台中作为协处理器用于复杂算法(例如小波变换算法)以及 作为SOC用于低压智能脱扣器、电器开关智能操作等方面的构想.最后还提出了电器智能测控器软装配的概念并给出了在该平台下实现软装配的具体方法和步骤.
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