CN112243029A - 一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，包括：硬件层，所述硬件层用于数据采集及具体算法在物理层面的执行；通信层，所述通信层由通信模块构成，用于硬件层的指令发送及硬件层的数据上传；主控层，所述主控层运行所需算法，处理硬件层上传的数字信号，并控制所述硬件层执行相应业务程序。本发明通过对于高算力的数字运算芯片上的算力进行复用以提升高算力的运算芯片的使用率，提高系统集成度，提高系统鲁棒性，降低由于芯片过多而产生的例如通信故障，单芯片故障对于整个系统产生的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电力仪器设备技术领域，特别涉及一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统。
背景技术
现有电力仪器设备上具有多个运算电路板分别执行不同的运算任务，需要多个运算芯片，通信方式复杂，集成度较低，鲁棒性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有电力仪器设备上具有多个运算电路板分别执行不同的运算任务，需要多个运算芯片，通信方式复杂，集成度较低，鲁棒性较差的问题，而提供一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其通过对于高算力的数字运算芯片上的算力进行复用以提升高算力的运算芯片的使用率，提高系统集成度，提高系统鲁棒性，降低由于芯片过多而产生的例如通信故障，单芯片故障对于整个系统产生的影响。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，包括：
硬件层，所述硬件层用于数据采集及具体算法在物理层面的执行；
通信层，所述通信层由通信模块构成，用于硬件层的指令发送及硬件层的数据上传；
主控层，所述主控层运行所需算法，处理硬件层上传的数字信号，并控制所述硬件层执行相应业务程序。
在本发明的一个优选实施例中，所述硬件层由数字芯片和所述数字芯片的模拟前端及模拟电路构成。
在本发明的一个优选实施例中，所述数字芯片包括ADC、DAC、数字存储芯片中的一种或者任意两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，当所述数字芯片为ADC时，所述通信层向ADC下发采集指令，同时将ADC采集获得的数据上传至主控层中。
在本发明的一个优选实施例中，当所述数字芯片为定时工作的数字存储芯片时，所述通信层将所述数字存储芯片所存储的结果上传至所述主控层中。
在本发明的一个优选实施例中，所述通信层对于其传递的数据组建数据帧，使其成为标准化数据帧以供所述主控层处理；所述标准化数据帧包括帧头和帧尾以及位于帧头与帧尾之间的长度码、数据来源地址、数据目标地址、数据内容，校验码，其中，所述长度码包括了数据除去帧头帧尾的长度信息；所述数据来源地址包含了数据来源的数字芯片ID或是主控芯片或是程序数据库；所述数据目标地址包含了该数据的接收目标地址或是数字芯片ID或是主控芯片；所述数据内容包含数据正文部分内容；所述校验码对于该数据生成的校验数据内容。
在本发明的一个优选实施例中，所述主控层由主控芯片和程序数据库构成，所述主控芯片运行所需算法，处理所述硬件层上传的数字信号并控制所述硬件层执行相应业务程序；所述程序数据库包含了下属各类型数据相对应的处理程序算法；所述主控芯片与所述程序数据库之间的通信由所述通信层执行。
由于采用了如上的技术方案，本发明通过对于高算力的数字运算芯片上的算力进行复用以提升高算力的运算芯片的使用率，提高系统集成度，提高系统鲁棒性，降低由于芯片过多而产生的例如通信故障，单芯片故障对于整个系统产生的影响。
附图说明
图1为本发明的应用于电力仪器设备的算力集成复用系统架构示意图。
图2为本发明的应用于电力仪器设备的算力集成复用系统的一个实施例的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来详细描述本发明。
参见图1，图中所示的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，分为三个层级，主要为硬件层10、通信层20和主控层30。
在硬件层10中，主要通过数字芯片，包括但不限于ADC，DAC，数字存储芯片等，和其模拟前端及其他模拟电路构成。该部分主要执行数据采集工作及具体算法在物理层面的执行工作。
通信层20主要由通信模块构成，主要负责数字芯片的指令发送及数字芯片的数据上传工作。例如对于ADC来说，该模块主要负责向ADC下发采集指令，同时将其采集获得的数据上传至主控芯片中。对于部分的定时工作的数字芯片，该部分模块主要负责将其结果上传至主控芯片中。同时，该部分还负责主控芯片与程序数据库之间的通信工作。通信模块一个重要的工作为对于其传递的数据组建数据帧，使其成为标准化数据帧以供主控数码板处理。该标准化数据帧包括帧头和帧尾以及位于帧头与帧尾之间的长度码、数据来源地址、数据目标地址、数据内容，校验码；其中，长度码包括了数据除去帧头帧尾的长度信息。数据来源地址包含了数据来源的数字芯片ID，或是主控芯片，或是程序数据库。数据目标地址包含了该数据的接收目标地址，数字芯片ID或是主控芯片。数据内容包含数据正文部分内容。校验码对于该数据生成的校验数据内容。
主控层30主要由主控芯片和程序数据库构成。相较于现有架构下的运算芯片，该部分将所有运算芯片集成至主控芯片中，主控芯片为一高算力的运算芯片。其主要作用为运行该设备所需算法，处理数字芯片上传的数字信号，并控制数字芯片执行相应业务程序。程序数据库主要包含了下属各类型数据相对应的处理程序算法。
参见图2，主控层30包括了主控芯片和程序数据库。图中,ABCD分别为四个数字芯片，abcd分别为其前端模拟电路。
在整体系统运行过程当中，A芯片作为固定时刻运行的数字芯片，在固定时刻通过前端a对于模拟信号进行获取，产生了数字信号s。A芯片将该信号通过通信模块组建数据帧后生成信息帧S传递给主控数码版。主控数码版将S中的数据来源地址信息发送至程序数据库中。程序数据库根据数据来源信息，获取相应的算法程序，并将该算法程序发送至主控数码版中。主控数码版新建一任务线程，通过对于S中的数据部分执行自程序数据库传来的算法程序，获取相应的执行结果s’。主控芯片将s’传递给通信模块，同时注销该任务线程防止算力资源的占用。通信模块在接收到执行结果s’后将其打包成为数据帧，发送至B芯片中，B芯片在接收到该执行结果后，通过前端b将该结果转换为相应的模拟量输出。至此，完成一个执行顺序。
Claims (7)
1.一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，包括：
硬件层，所述硬件层用于数据采集及具体算法在物理层面的执行；
通信层，所述通信层由通信模块构成，用于硬件层的指令发送及硬件层的数据上传；
主控层，所述主控层运行所需算法，处理硬件层上传的数字信号，并控制所述硬件层执行相应业务程序。
2.如权利要求1所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，所述硬件层由数字芯片和所述数字芯片的模拟前端及模拟电路构成。
3.如权利要求2所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，所述数字芯片包括ADC、DAC、数字存储芯片中的一种或者任意两种以上的组合。
4.如权利要求3所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，当所述数字芯片为ADC时，所述通信层向ADC下发采集指令，同时将ADC采集获得的数据上传至主控层中。
5.如权利要求3所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，当所述数字芯片为定时工作的数字存储芯片时，所述通信层将所述数字存储芯片所存储的结果上传至所述主控层中。
6.如权利要求1至5任一项权利要求所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，所述通信层对于其传递的数据组建数据帧，使其成为标准化数据帧以供所述主控层处理；所述标准化数据帧包括帧头和帧尾以及位于帧头与帧尾之间的长度码、数据来源地址、数据目标地址、数据内容，校验码，其中，所述长度码包括了数据除去帧头帧尾的长度信息；所述数据来源地址包含了数据来源的数字芯片ID或是主控芯片或是程序数据库；所述数据目标地址包含了该数据的接收目标地址或是数字芯片ID或是主控芯片；所述数据内容包含数据正文部分内容；所述校验码对于该数据生成的校验数据内容。
7.如权利要求6所述的一种应用于电力仪器设备的算力集成复用系统，其特征在于，所述主控层由主控芯片和程序数据库构成，所述主控芯片运行所需算法，处理所述硬件层上传的数字信号并控制所述硬件层执行相应业务程序；所述程序数据库包含了下属各类型数据相对应的处理程序算法；所述主控芯片与所述程序数据库之间的通信由所述通信层执行。
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