2）CPU板的FPGA板

　　CPU板的FPGA實(shí)現(xiàn)的功能比較復(fù)雜，為數(shù)據(jù)處理的核心部分。

　　FPGA同時(shí)接收左向和右向網(wǎng)絡(luò)板FPGA的數(shù)據(jù)，并按照相應(yīng)的順序填寫到SDRAM中，并使能中斷信號(hào)，提示CPU可以接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

　　由于SDRAM不能同時(shí)讀寫。當(dāng)CPU響應(yīng)FPGA中斷接收數(shù)據(jù)時(shí)，將會(huì)同時(shí)占用FPGA和一片SDRAM的LocalBus，如果此時(shí)網(wǎng)絡(luò)板FPGA有數(shù)據(jù)包傳遞進(jìn)來的話，就只能緩沖到第二塊SDRAM。然后發(fā)起中斷，提示數(shù)據(jù)到來，CPU將會(huì)讀取第二塊SDRAM，以此類推，由兩塊SDRAM實(shí)現(xiàn)了雙口RAM的功能。

　　由于CPU與FPGA之間只有一個(gè)LocalBus接口，當(dāng)CPU與SDRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，LocalBus會(huì)被占用，此時(shí)CPU無法訪問FPGA，最好增加一個(gè)SPI接口，CPU可以通過SPI接口適時(shí)訪問FPGA。

　　2.2.2網(wǎng)絡(luò)接口板

　　每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口板配置8個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口。每個(gè)以太網(wǎng)口均有l(wèi)ink及act指示燈，用于表征各網(wǎng)絡(luò)接口及接口板的工作狀態(tài)。通過更換元器件可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的電接口或光接口。網(wǎng)絡(luò)接口板通過FPGA實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)接口板與CPU板的通信。網(wǎng)絡(luò)接口板與背板聯(lián)絡(luò)，為光纖接口和CPU通信傳遞信息。網(wǎng)絡(luò)接口板與CPU板之間采用光纖通信。

　　網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)板硬件框圖如圖6所示，主要由以下三部分組成：（1）FPGA模塊，主要實(shí)現(xiàn)FPGA封包解包邏輯、8個(gè)10/100MMACs、LVDS高速總線控制器以及SDRAM存儲(chǔ)器控制器。（2）SDRAM模塊，主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)。（3）PHYs模塊，包括8個(gè)10/100M以太網(wǎng)PHY芯片。PHY芯片建議選RTL8208B，該芯片為8路10/100Base-T/TX和100Base-FXPHY，也可以選擇RTC8201或IP101A等芯片。板采用子母板設(shè)計(jì)方式。

　　圖6網(wǎng)絡(luò)板FPGA功能模塊

　　2.3FPGA功能設(shè)計(jì)

　　2.3.1系統(tǒng)邏輯

　　FPGA設(shè)計(jì)包括CPU板FPGA設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)板FPGA設(shè)計(jì)兩部分。網(wǎng)絡(luò)板的FPGA主要實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的解碼功能；CPU板的FPGA主要實(shí)現(xiàn)CPU與FPGA之間的數(shù)據(jù)通信以及與網(wǎng)絡(luò)板FPGA的交互數(shù)據(jù)的功能。功能如圖7所示。

　　圖7FPGA系統(tǒng)連接圖

　　2.3.2FPGA邏輯功能

　　其主要功能是完成8個(gè)以太網(wǎng)MAC與串行的高速LVDS總線之間的通信。可以實(shí)現(xiàn)8個(gè)10/100MMAC與8個(gè)PHY芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。為每一個(gè)MAC設(shè)計(jì)兩個(gè)幀的緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)大小為2048字節(jié)；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)LVDS本方案考慮使用LVDS接口實(shí)現(xiàn)FPGA之間的互聯(lián)。FPGA收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包之后，通過8b/10b編碼轉(zhuǎn)換成（至少）1Gbps的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，將其傳輸?shù)紺PU板的FPGA。

　　但由于封包解包邏輯8個(gè)以太網(wǎng)MAC的數(shù)據(jù)是并行的，而LVDS總線是串行的，所以還要考慮：LVDS選擇性的從8個(gè)MAC讀取數(shù)據(jù)傳輸。其選擇MAC的順序是1至8，而后繞回到1；其選擇依據(jù)是當(dāng)前MAC的緩沖區(qū)是否有合法的數(shù)據(jù)幀，如果有則發(fā)送，沒有則直接跳過。LVDS傳輸?shù)膸袷饺鐖D8所示。

　　圖8LVDS幀格式

　　結(jié)論

　　本文根據(jù)智能變電站二次功能實(shí)現(xiàn)的工程設(shè)計(jì)，研究了智能變電站二次系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)，提出了動(dòng)態(tài)重構(gòu)功能的硬件及軟件解決方案。在研究過程中，以智能變電站二次功能實(shí)現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，研究了智能變電站基于信息共享的二次設(shè)備功能軟件構(gòu)造技術(shù)及功能軟件組件實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

　　重構(gòu)技術(shù)在智能變電站運(yùn)行及維護(hù)工作中的自愈、自適應(yīng)、自恢復(fù)等方面具有一定優(yōu)勢，為智能變電站二次系統(tǒng)提供了新的手段，增加了二次系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，有利于推動(dòng)變電站智能化進(jìn)程。