基于雙FPGA的刀閘接口控制箱的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)為保證可靠性選用了2塊FPGA同時(shí)工作，它們之間通過模擬串行口交換信息可以實(shí)現(xiàn)相互邏輯上閉鎖。在電路出口處把2塊FPGA驅(qū)動(dòng)的繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)后作為最終的出口控制，又在硬體電路上實(shí)現(xiàn)邏輯閉鎖。如此可以保證裝置的可靠動(dòng)作，不會(huì)再有誤動(dòng)作發(fā)生。

4 整體測(cè)試
該方案設(shè)計(jì)的刀閘接口控制箱單元，已經(jīng)制成產(chǎn)品調(diào)試成功，并完成型式試驗(yàn)。在數(shù)字化變電站試運(yùn)行，運(yùn)行中沒有發(fā)現(xiàn)問題。測(cè)試環(huán)節(jié)進(jìn)行了以下測(cè)試。
4．1 單板硬件測(cè)試
主要測(cè)試電源系統(tǒng)工作電壓值及上電時(shí)序如圖8所示，通道1至3分別為1．2、5、3．3 V電壓建立波形，對(duì)于FPGA要求內(nèi)核電源1．2 V建立完成后才能允許IO模塊電源3．3 V建立。圖9中通道4為3．3 V電源。通道1為FPGA程序引導(dǎo)完成信號(hào)DONE，DONE完成后FPGA內(nèi)部邏輯可以正常工作。通道3為上電復(fù)位信號(hào)，該信號(hào)復(fù)位期間所有邏輯信號(hào)處在復(fù)位狀態(tài)，完成復(fù)位后系統(tǒng)就可以正常工作了。

4．2 FPGA功能測(cè)試
一般通過仿真和黑盒測(cè)試兩種方法，每一個(gè)功能模塊可以通過設(shè)定邊界條件測(cè)試功能完整性，整體邏輯功能一般通過測(cè)試輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系，然后測(cè)試整套裝置的功能完整性。
4．3 整裝置功能和性能測(cè)試
整套裝置按照設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試功能和性能，主要測(cè)試了開關(guān)量動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間、分辨率，光口通訊測(cè)試以及整裝置環(huán)境適應(yīng)性和EMC電磁兼容測(cè)試。均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，已經(jīng)通過試驗(yàn)，滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件。

5 結(jié)束語
由于方案應(yīng)用了軟體邏輯和出口驅(qū)動(dòng)電路雙重閉鎖，使裝置的運(yùn)行可靠性有了很大提高，誤動(dòng)的可能性降到極小。測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明該方案是可靠的。該方案可推廣到其他對(duì)動(dòng)作可靠性要求高的場(chǎng)合。但是該方案為提高動(dòng)作可靠性而增加了相對(duì)冗余的軟件邏輯和硬件資源，必將提高系統(tǒng)制造成本。