作者：北京合眾達電子技術有限責任公司 錢建良 來源：《電子產品世界》

摘要：介紹二款專為電力監測/監控系統設計的dsp硬件平臺，具體說明dsp方案比傳統的 關鍵詞：電力監測/監控 rtu 電力保護 dsp 電力系統的特點 一個電力監測/監控系統需要完成下列全部或部分工作： ①同時采集各相電壓和電流數據，并實時計算各相電壓和電流的有效值、功率、有功功率、無功功率、視在功率和功率因子； ②根據一定的故障判據，判斷是否有故障發生，并地蠔故障錄波； ③監測開關變位； ④按照標準的通信協議，將監測得的數據上傳中心站； ⑤接收中心站的遙控數據，發出開關的合閘或斷開命令。 由上可知，與一般工控系統相比，電力監測/監控系統有2個基本的特點； ①電壓/電流同時采樣，二者之間無相位差，方便功率和功率因子計算。 ②實時數據處理量大，要求采用高速處理器。 在電力監測/監控系統用dsp代替mcu正是基于上述第2個特點。 dsp與mcu的比較 dsp實際上是一種特殊的mcu，與mcu相比它有以一下的特點： ①片內有多條地址、數據和控制總線，可使多個控制和運算部件并行工作，提高cpu的處理能力。 ②dsp中一定有硬件乘法器，乘法運算一條指令完成。并且乘法器是獨立的，可以和加法器等運算部件并行工作，提高了cpu的數字處理能力。 ③dsp中有一些特殊指令，用來加速數字處理。比如，連乘加（mac）指令，一個指令周期內同時完成乘法和加法運算。 ④主頻比一般mcu要高許多。從指令周期來看：低檔dsp一般為50ns；中檔dsp一般為10ns；高檔dsp一般為5ns。從處理看；低檔dsp一般為20mips；中檔dsp一般為100mips；高檔dsp一般為1600mips。 數字運算，歸根結底是乘、加運算，即∑an∑×xn。由上可見，dsp的內部硬件結構比mcu更適合于數字信號處理。 dsp的外部硬件結構和mcu相同，由地址、數據和控制三總線組成，所以外部硬件構成和mcu大致相同，只不過dsp的外部總線要比mcu快很多，所以選擇外部器件時注意要選用高速器件，做pcb板時，一般應采用高速器件，做pcb板時，一般應采用多層板， 這樣才能保證dsp系統的可靠性和穩定性。 在軟件開發上，dsp與mcu相比，更好地支持模塊化編程，并更便于工程化管理。在軟/硬件的調試方面，dsp與mcu有較大的區別。mcu的軟/硬件調用替代方式來進行的。也就是說mcu的仿真器是一套完整的mcu系統，用mcu仿真器的仿真頭代替被仿真的目標系統的mcu，甚至還可以用仿零點上的存儲器代替目標系統的存儲器。這樣做法的缺點有：①硬件時序時為仿真的硬件時序，與目標系統硬件時序有一定差異。②仿真器或多或少要占用一定的硬件資源。③隨著mcu引腳數的增多和封裝的小型化，仿真頭制作起來越難。④隨著mcu主頻的提高，仿真電纜長度將越來越短，使用更加不便。⑤不同的mcu仿真器的硬件各不相同，用戶開發投資加得。而dsp是用接口方式來仿真，dsp仿真器上沒有任何dsp資源，所有資源都在dsp目標系統上，dsp仿真器只提供獨立于dsp的jtag標準接口（ieee標準），dsp芯片上有專門用于仿真調試的信號引腳，用戶只需按jtag標準，在dsp目標板上作一接口（14芯雙排插針），二者相連即可對dsp進行仿真調試。dsp仿真器與mcu仿真器相比優點有：①硬件時序即為目標系統硬件時序。②仿真器不占用dsp任何資源。③仿真接口與dsp引腳數和封裝無關。④仿真接口與dsp主頻無關。⑤仿真器硬件與dsp無關，不同系列dsp仿真器硬件相同，所不同的只是編譯軟件和調試軟件，節省用戶的開發投資。高效的編譯軟件和功能強大的調度軟件，使用戶開發dsp的系統更加快捷、方便。 電力系統dsp解決方案 根據電力系統的特點，及不同應用性價比的要求，北京合眾達公司推出二款用于電力系統的dsp硬件平臺：seed-f206ms和seed-c32ms。seed-f206ms適用于電力自動化（如站內分布式rtu、柱