CN117318173A - 一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片。多核异构芯片包括：通信子系统用于实现对多核异构芯片中至少一个子系统和/或逆变器中各模块的特征数据进行聚合处理，将得到的数据聚合包发送至控制处理子系统；控制处理子系统接收数据聚合包和执行预设控制逻辑，输出调制电压至可编程阵列逻辑器；安全子系统对多核异构芯片的输入数据和待输出的数据进行安全处理；故障处理子系统对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；电力算法子系统对控制处理子系统执行预设控制逻辑过程中传输的数据进行运算；可编程阵列逻辑器用于输出逆变器中各个模块的开关信号，并通过通信子系统传输至逆变器中各个模块。提高芯片的数据处理能力和安全性。

Description

一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片
技术领域
本发明涉及芯片技术领域，尤其涉及一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片。
背景技术
随着大规模新能源并网，并网逆变器的输出质量成为影响电网电能质量的关键要素。为优化高比例新能源并网的性能，并网逆变器需主动参与电网协调控制问题，具备有功/频率调整、无功/电压调整和提高电网稳定性等功能。因此，并网逆变器的控制系统需兼具数据高效处理、算法智能化、控制资源协调优化等功能。
随着海量电力电子设备的接入使得电力系统的安全问题变得愈发突出，电网对电力电子设备的安全防护能力提出了更高的要求，现有大功率级联并网逆变器往往采用嵌入多颗芯片的主控板来实现对逆变器的控制，在逆变器的协调控制、控制子系统通信和数据安全方面存在通信效率低、数据处理速度慢、安全性低的缺点。
发明内容
本发明提供了一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片，以解决大功率逆变器的控制系统通信效率低、数据处理速度慢、安全性低的缺点。
根据本发明的一方面，提供了一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片，包括：控制处理子系统、故障处理子系统、电力算法子系统、安全子系统、通信子系统和可编程阵列逻辑器；其中，
通信子系统用于所述多核异构芯片中至少一个子系统和逆变器中各个模块中的一项或多项与所述控制处理子系统之间的数据传输，其中，对至少一个子系统和/或逆变器中各个模块的特征数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将数据聚合包发送至控制处理子系统；
控制处理子系统接收数据聚合包，以及执行预设控制逻辑，输出调制电压至可编程阵列逻辑器；其中，在执行预设控制逻辑的过程中将待进行安全处理的数据通过邮箱机制与安全子系统进行数据交互；
安全子系统对控制处理子系统传输的数据、所述多核异构芯片的数据和多核异构芯片待输出的数据进行安全处理；
故障处理子系统通过通信子系统获取逆变器中各个模块的状态信息，对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；
电力算法子系统与控制处理子系统进行数据交互，对控制处理子系统执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算；
可编程阵列逻辑器，用于根据控制处理子系统的输出的调制电压输出逆变器中各个模块的开关信号，并通过通信子系统传输至逆变器中各个模块。
可选的，通信子系统具体用于：
聚合处理包括一级聚合处理和二级聚合处理，其中，一级聚合处理用于对预设类型的数据进行聚合处理，形成一级聚合数据包，一级聚合数据包中包括逆变器的采样数据和电力算法子系统中运算数据聚合得到的第一聚合包，以及，通信子系统获取的逆变器中各模块的特征数据和故障处理子系统的故障识别结果数据聚合得到的第二聚合包；
二级聚合处理用于对一级聚合数据包进行聚合处理，形成二级聚合数据包，其中，二级聚合数据包中包括第一聚合包和第二聚合包。
可选的，故障处理子系统用于通过神经网络算法对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别。
可选的，故障处理子系统包括向量计算单元，向量计算单元用于神经网络算法处理过程中的向量数据处理。
可选的，控制处理子系统在预设控制逻辑的执行过程中，向预设内存空间写入待处理数据，并通过邮箱机制向安全子系统发送提示信息；
安全子系统从预设内存空间读取待处理数据，对待处理数据进行安全处理，并将处理数据写入预设内存空间，并通过邮箱机制向控制处理子系统发送通知信息；
控制处理子系统从预设内存空间读取处理数据。
可选的，安全子系统还用于在多核异构芯片上电的情况下，从预设存储器中读取芯片工作模式，并基于芯片工作模式确定多核异构芯片是否安全启动。
可选的，安全子系统还用于从预设存储器中读取多核异构芯片中子系统的验证信息，基于验证信息对多核异构芯片中子系统进行安全验证，并在验证成功的情况下，对多核异构芯片进行安全启动。
可选的，电力算法子系统包括至少一个专用指令处理器，专用指令处理器用于对控制处理子系统传输的数据进行预设处理。
可选的，多核异构芯片还包括：存储子系统，用于存储多核异构芯片中至少一个子系统的待存储数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种逆变器，包括如权利要求1-10中任一项的多核异构芯片。
本发明实施例的技术方案，通过一种多核异构芯片应用于大功率级联逆变器，通过芯片中的通信子系统用于实现多核异构芯片中至少一个子系统和/或逆变器中各个模块与控制处理子系统之间的数据传输，其中，对至少一个子系统和/或逆变器中各个模块的特征数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将数据聚合包发送至控制处理子系统；实现了对接收的数据进行聚合处理后传输，可以节省大功率并网逆变器主控芯片的通信时间开销，使得并行线程整体上更快地完成并网逆变器中的控制。控制处理子系统接收数据聚合包，以及执行预设控制逻辑，输出调制电压至可编程阵列逻辑器；其中，在执行预设控制逻辑的过程中将待进行安全处理的数据通过邮箱机制与安全子系统进行数据交互；安全子系统对控制处理子系统传输的数据、输入所述多核异构芯片的数据和多核异构芯片待输出的数据进行安全处理；故障处理子系统通过通信子系统获取逆变器中各个模块的状态信息，对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；实现了通过邮箱机制与安全子系统进行交互，使得与安全子系统的其他硬件资源相互之间物理隔离，提高系统之间数据传输正确性与传输效率，也能降低安全模块整体功耗，在数据传输过程中，使用安全子系统保证数据传输的安全性。电力算法子系统与控制处理子系统进行数据交互，对控制处理子系统执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算，提高了多核异构芯片的运算性能。可编程阵列逻辑器，用于根据控制处理子系统的输出的调制电压输出逆变器中各个模块的开关信号，并通过通信子系统传输至逆变器中各个模块，实现了对逆变器中各个子模块的安全控制。本方案实现了通过多核异构芯片完成对大功率级联逆变器的数据通信、故障处理、数据交互处理，避免了传输数据直接暴露在芯片外，实现了多任务的数据隔离，提高了多核异构芯片进行数据交互的安全性、运算性能、传输效率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例提供的一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片的示意图；
图2是本发明实施例提供的多核多线程并发通信的处理流程示意图；
图3是本发明实施例提供的控制处理子系统和安全子系统的交互流程示意图；
图4是本发明实施例适用的一种访问多个任务的通信示意图；
图5是本发明实施例适用的一种ROM程序运行流程图；
图6是本发明实施例适用的一种安全启动信任根传递流程图；
图7是本发明实施例提供的一种逆变器的结构示意图。
具体实施方式
为了了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是本发明实施例提供的一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片的示意图。
如图1所示，该多核异构芯片包括：控制处理子系统110、故障处理子系统120、电力算法子系统130、安全子系统140、通信子系统150、和可编程阵列逻辑器160。其中，通信子系统150，用于所述多核异构芯片中至少一个子系统和逆变器中各个模块中的一项或多项与控制处理子系统110之间的数据传输，其中，对至少一个子系统和/或逆变器中各个模块的特征数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将数据聚合包发送至控制处理子系统110；控制处理子系统110接收数据聚合包，以及执行预设控制逻辑，输出调制电压至可编程阵列逻辑器160；其中，在执行预设控制逻辑的过程中将待进行安全处理的数据通过邮箱机制与安全子系统140进行数据交互；安全子系统140对控制处理子系统110传输的数据、输入所述多核异构芯片的数据和多核异构芯片待输出的数据进行安全处理；故障处理子系统120通过通信子系统150获取逆变器中各个模块的状态信息，对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；电力算法子系统130与控制处理子系统110进行数据交互，对控制处理子系统110执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算；可编程阵列逻辑器160，用于根据控制处理子系统110的输出的调制电压输出逆变器中各个模块的开关信号，并通过通信子系统150传输至所述逆变器中各个模块。
通信子系统150用于实现多核异构芯片内部子系统之间的数据传输，以及多核异构芯片内部子系统与逆变器中各个模块之间的数据传输，具体的，通信子系统150用于实现多核异构芯片中至少一个子系统之间的数据传输，实现多核异构芯片中至少一个子系统与控制处理子系统110之间的数据传输，实现逆变器中各个模块与控制处理子系统110之间的数据传输。示例性的，通信子系统150可以将多核异构芯片中至少一个子系统中的数据传输至控制处理子系统110，通信子系统150还可以将控制处理子系统110的控制信息传输至多核异构芯片中子系统或者逆变器中各个模块等。其中，逆变器中各个模块可以是大功率级联逆变器中的级联模块。
通信子系统150对至少一个子系统和/或逆变器中各个模块的特征数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将数据聚合包发送至控制处理子系统110。其中，聚合处理具体可以理解为是依据预先制定的数据聚合规则将数据进行聚合，各个模块的特征数据包含但不限于各模块的开关信息。可选的，通信子系统150对接收的数据进行分类处理，基于数据的分类结果对接收的数据进行聚合处理。通信子系统150具体用于：聚合处理包括一级聚合处理和二级聚合处理，其中，一级聚合处理用于对预设类型的数据进行聚合处理，形成一级聚合数据包，二级聚合处理用于对一级聚合数据包进行聚合处理，形成二级聚合数据包。其中，一级聚合数据包中包括逆变器的采样数据和电力算法子系统130中运算数据聚合得到的第一聚合包，以及，通信子系统150获取的逆变器中各模块的特征数据和故障处理子系统120的故障识别结果数据聚合得到的第二聚合包；二级聚合数据包中包括第一聚合包和第二聚合包。
其中，分类处理具体可以理解为是根据预设的数据分类规则将接收的数据进行分类，示例性的，预设的分类规则可以是按照接收的数据中的标识信息进行分类处理，将一种或者多种标识对应的数据作为同一类数据，可以根据数据来源信息将符合一种数据来源或者多种数据来源的数据作为同一类数据，此处对分类规则不做限定。预设类型的数据具体可以理解为是根据预先设置的数据组合类型得到的数据，示例性的，可以是由同一类数据组合得到的数据，可以设置是由多类数据组合得到的数据，可以根据需要设置将同一类型或多种类型的数据进行组合。聚合处理具体可以理解为是依据聚合规则对接收的数据进行打包处理，示例性的，将预设类型的数据放在同一个模块中进行存储，得到一个粒度更大的发送模块。
具体的，通信子系统150可以与多个子系统或者外部系统进行数据交互，因此，同时可以收到多核异构芯片中至少一个子系统发送的数据、或者外部设备发送的数据，还可以同时收到多核异构芯片中至少一个子系统发送的数据和外部设备发送的数据，也就是说通过多核多线程并发通信技术接收多条传输路径中的数据，包括芯片内部子系统的数据和外部设备的数据，示例性的，外部设备可以是大功率级联逆变器，可以与逆变器中的各个子模块之间进行数据传输。通信子系统150对于接收的数据按照预设的分类规则进行分类，并依据数据分类结果对接收的数据进行一级聚合处理，得到一级聚合数据包，示例性的，一级聚合数据包中包括逆变器的采样数据和电力算法子系统130中运算数据聚合得到的第一聚合包，以及，通信子系统150获取的逆变器中各模块的特征数据和故障处理子系统120的故障识别结果数据聚合得到的第二聚合包。在得到一级聚合数据包之后，再通过二级聚合处理对上述得到的一级聚合数据包进行聚合处理，得到二级聚合数据包，避免造成数据拥堵和数据传输速度慢的风险。
在一个具体的实施例中，如图2所示的多核多线程并发通信的处理流程示意图，通信子系统150接收多种数据，包括ADC(Analog to Digital Converter，模拟数字转换器)发送的采样数据、电力算法子系统130发送的运算数据、通信子系统150获取的逆变器各模块的特征数据、故障处理子系统120发送的故障诊断信息，将上述信息数据传输至直接存储器中，对数据进行分类并存储，依据预先设定的分类规则，将ADC发送的采样数据和电力算法子系统130发送的运算数据打包，得到一个一级聚合数据包S17[n]，将通信子系统150获取的逆变器各个子模块的特征数据和故障处理子系统120发送的故障诊断信息打包，得到一个一级聚合数据包S27[n]，将两个一级聚合数据包进行二级聚类处理，得到二级聚合数据包S127[n]，发送至控制处理子系统110处理，至此，结束对数据的聚合处理。
具体的，通信子系统150还用于收集逆变器的各个子模块的特征数据，其中，各个子模块的特征数据包括各子模块的输出电压、IGBT开关信息、内部环流信息等，并将控制处理子系统110产生的控制信息传递给各个子模块，以及可编程阵列逻辑器160产生PWM波，PWM波传输至通信子系统150，通信子系统150把各个子模块的PWM波形传输至各子模块。
控制处理子系统110接收数据聚合包，以及执行预设控制逻辑，输出调制电压至可编程阵列逻辑器160；其中，在执行预设控制逻辑的过程中将待进行安全处理的数据通过邮箱机制与安全子系统140进行数据交互。其中，预设控制逻辑具体可以理解为是预先设置的控制操作，用于控制芯片中的数据交互过程、故障处理等操作。邮箱机制是通过邮箱实现数据交互的方式，邮箱是用于核间通信的外设模块，能被多核调用、有多个通道、能够接收中断信号。
安全子系统140用于对存在安全处理需求的数据进行安全处理，其中，存在安全处理需求的数据包括控制处理子系统110传输的数据、输入所述多核异构芯片的数据和多核异构芯片待输出的数据进行安全处理的一项或多项，其中，控制处理子系统110传输的数据为控制处理子系统110在执行预设控制逻辑的过程中产生的需求进行安全处理的数据，输入所述多核异构芯片的数据为逆变器中多核异构芯片之外的其他部件(诸如逆变器中的级联模块)通过通信子系统150传入多核异构芯片的数据，多核异构芯片待输出的数据为多核异构芯片通过通信子系统150输出的数据，例如可以是输出至逆变器中级联模块。此处的安全处理包括但不限于对数据的加密处理、解密处理、数据安全验证等。其中，输入所述多核异构芯片的数据和多核异构芯片待输出的数据在通信子系统150获取数据，在进行数据传输之前，由安全子系统140进行安全处理，例如可以是通信子系统150将输入所述多核异构芯片的数据或多核异构芯片待输出的数据传输至安全子系统140进行安全处理。
安全子系统140对控制处理子系统110传输的数据进行安全处理。通过安全子系统140实现控制处理子系统110和其他子系统进行数据交互时保证数据的安全性。安全处理包含但不限于数据加密处理、数据解密处理、数据权限验证处理。
具体的，控制处理子系统110可以调用邮箱并向邮箱中写入消息请求，邮箱可以主动发起消息到安全子系统140，请求完成数据存储、数据加密、数据解密等操作，控制处理子系统110与安全子系统140的其他硬件资源相互隔离。
在本实施例中，将安全子系统140整合在多核异构芯片内部，设置一种通过邮箱机制实现各个子系统之间进行数据交互的方式，提高了系统之间数据传输正确性与传输效率，也能降低安全子系统的整体功耗。
在上述实施例的基础上，控制处理子系统110在预设控制逻辑的执行过程中，向预设内存空间写入待处理数据，并通过邮箱机制向安全子系统140发送提示信息；安全子系统140从预设内存空间读取待处理数据，对待处理数据进行安全处理，并将处理数据写入预设内存空间，并通过邮箱机制向控制处理子系统110发送通知信息；控制处理子系统110从预设内存空间读取处理数据。
其中，预设存储空间是一种共享存储空间，是控制处理子系统110和安全子系统140都能访问的共享内存。
具体的，控制处理子系统110与安全子系统140并不直接进行数据交互，在两个子系统之间加入邮箱机制和预设内存空间实现数据交互，控制处理子系统110向预设内存空间中写入待处理数据，控制处理子系统110先调用邮箱主动发送请求通知，把对应的请求通知写入邮箱中，由邮箱向安全子系统140中发送消息通知，安全子系统140接收到消息通知后，依据消息通知从预设内存空间读取待处理数据，对待处理数据进行安全处理，得到处理后的数据和处理响应结果，并将处理后的数据写入预设内存空间，以及将处理响应结果返回到邮箱中，邮箱将对应的通知消息发送给控制处理子系统110，控制处理子系统110从预设内存空间读取处理数据。
可以理解的是，在安全子系统140在安全启动之后，可处于休眠状态或工作状态，在控制处理子系统110通过邮箱机制向安全子系统140中发送消息通知的情况下，若安全子系统140处于休眠状态，则可唤醒安全子系统140，使得安全子系统140从休眠状态切换为工作状态；若安全子系统140处于工作状态，则无需进行唤醒操作。
在多核异构芯片内部，可以由应用系统调用邮箱机制主动发送消息到安全子系统140，请求完成数据存储、数据加解密等操作，应用系统与安全子系统140的其他硬件资源之间物理隔离。需要说明的是，在多核异构芯片接收数据的情况下，待接收的数据先通过安全子系统140进行安全处理，而且，在多核异构芯片需要输出数据的情况下，待输出的数据也需要通过安全子系统140进行安全处理，通过安全子系统140控制多核异构芯片内部各子系统与外部设备进行数据交互，保证数据安全性，即无论是通过多核异构芯片进行数据接收或数据输出都需要通过安全子系统140进行安全处理，进一步保证通过多核异构芯片进行数据传输的安全性。
具体的，安全子系统140包括安全处理器单元、芯片专用单元、存储器保护单元、安全防护单元、密码服务单元、其他硬件逻辑单元。其中，安全处理器单元是安全子系统140的核心，控制整个系统的运行、各子系统间的通信、存储器和密码操作等安全管理；芯片专用单元是运行在多核异构芯片中的专用系统，用于控制安全子系统140同外部系统之间的信息交互，管理芯片内的存储器，并在芯片内部完成各种控制命令的执行、管理文件、管理和执行加密算法等；存储器保护单元为满足系统在可信根下分级启动与信任传递以及资产的分等级保护，支持系统代码配置与更新等需求，通过存储器保护单元进行管理与配置，实现代码的下载配置、代码与数据分级保护，确保代码的逐级启动和信任的逐级传递。通过对存储器保护单元的配置，实现基于安全属性的访问控制；安全防护单元设置相应的检测电路，对电压、温度、频率等外部环境的变化进行收集，根据攻击的强度执行相应的安全策略，芯片可以通过停止工作或清除芯片内部的敏感信息等方式保护芯片资产不被敌手窃取；密码服务单元用于向系统提供密码服务，该单元主要由四个密码子模块组成，包括非对称算法引擎、对称算法引擎、杂凑算法引擎以及基于硬件的随机数生成器。该模块主要对与密码运算相关的协处理器进行统一的调度与管理，其中非对称算法引擎主要用于为系统提供公钥加解密、数字签名与验证、身份识别等功能；对称算法模块主要为系统提供高速的对称算法加解密运算；杂凑算法引擎为芯片内部数据和代码提供完整性度量，对外提供高速杂凑运算功能；而基于硬件的随机数产生模块主要为系统提供高速安全且高质量的随机数；其他硬件逻辑单元包括一些辅助的协处理器和硬件模块，如用于数学运算的16/8除法加速器，一些其它的控制与运算逻辑等。
在具体的实施例中，如图3所示的控制处理子系统110和安全子系统140的交互流程示意图，控制处理子系统110向共享内存中写入消息数据。消息数据量大，通过共享内存和邮箱通知的方式进行同步，提高数据传输的速度与可靠性。控制处理子系统110调用邮箱，向安全子系统140发送消息通知。安全子系统140在空闲时间可休眠或等待，当有消息处理时被唤醒，邮箱通过中断唤醒处于空闲状态的安全子系统140。安全子系统140识别接收的消息通知，得到对应的消息命令和消息参数，进而从共享内存中获取待处理数据，进行安全处理后，将处理结果写回共享内存。安全子系统140通过调用邮箱将处理结果的响应消息发送到控制处理子系统110。消息响应包含此次数据交互的执行结果和处理结果数据在共享内存中的存储地址。控制处理子系统110收到安全子系统140发来的响应消息并处理，控制处理子系统110根据响应消息，从共享内存获取相应数据结果。
需要说明的是，在本实施例中，多核异构芯片在物理层面提供多个安全通道，使用安全隔离并发架构中内嵌多个安全子系统140，每个安全子系统140与控制处理子系统110是物理隔离的，安全子系统140之间也是互相隔离的。控制处理子系统110与安全子系统140通过邮箱和共享内存进行通信。安全子系统140能够通过安全系统通讯协议接口，接收来自控制处理子系统110的命令和数据并返回响应结果。安全子系统140对安全功能的实现应分为两部分，密码服务运算和安全功能系统通讯接口。整个芯片系统的实现通过主系统中的安全系统应用程序接口，为上层应用程序提供服务。控制处理子系统110可以并发的访问多个安全子系统140，实现多通道业务密码服务并行计算，如图4所示的一种访问多个任务的通信示意图。多通道并行计算，同时软件的隔离与硬件的隔离，保证了多业务的安全隔离并行计算。通过存储划分，每个安全子系统软件只访问各自私有的邮箱和共享内存，安全子系统140的安全固件，与主系统的安全固件中的软件代码，保证了软件的隔离，实现了业务数据的隔离。同时各个安全子系统140通过芯片硬件机制保证了存储、中断、密码运算单元等的物理隔离。单个安全子系统140，支持向主系统的多个操作系统提供密码服务。
在上述实施例的基础上，安全子系统140还用于在多核异构芯片上电的情况下，从预设存储器中读取芯片工作模式，并基于芯片工作模式确定多核异构芯片是否安全启动。其中，芯片工作模式具体可以理解为是表征芯片是否处于安全的状态，可以根据需要对工作模式进行设置，比如可以通过配置数字0或1标志芯片工作模式为未工作或工作，当芯片工作模式为0时，则芯片未工作，外部设备将不能控制芯片工作。
具体的，在多核异构芯片上电的情况下，安全子系统140从预设存储器中读取芯片工作模式，比如可以是从一次性可编程存储器中读取工作模式，通过识别工作模式对应的标识确定多核异构芯片是否安全启动。
进一步的，安全子系统140还用于从预设存储器中读取多核异构芯片中子系统的验证信息，基于验证信息对多核异构芯片中子系统进行安全验证，并在验证成功的情况下，对多核异构芯片进行安全启动。
具体的，将安全子系统140启动的信任根即安全启动密钥以密文的形式存储在一次性可编程存储器中，确保只有安全子系统140能够正常访问，获取安全启动密钥，从而防止多核异构芯片被非法控制，可以有效地防止敏感信息被窃取和篡改。在安全子系统140获取安全启动密钥之后，可以通过控制处理子系统110执行安全启动过程，或者是通过在芯片内部设置安全启动模块执行安全处理过程。安全启动模块是硬件启动模块，在多核异构芯片上电之后，处理器开始执行ROM(Read-Only Memory，只读存储器)程序代码，保证软件运行时多核异构芯片处于安全的状态，在ROM程序启动阶段，使用静态度量技术，对计算部件及运行环境进行度量，并对下一级固件进行度量验证，如图5所示的ROM程序运行流程图，在主系统ROM开始运行，首先进行系统初始化，从片外存储器读取下一级固件，向安全启动模块发送请求对固件进行合法性验证，判断合法性验证是否通过，若通过，则解密下一级固件，继续固件运行，若不通过，则下一级固件不能启动。安全启动模块通过运行ROM程序会对多核异构芯片本身运行环境进行自检，包括密码算法加速引擎、物理环境传感器报警信号等，以保证计算部件的安全性及计算环境的安全。计算过程中使用的密钥，安全模块ROM对其进行合法性、完整性校验，同时密钥在OTP存储上为加密存储，安全模块ROM使用相应的根密钥对从OTP读取的密钥密文进行解密，然后存放解密后的密钥明文到共享内存中，执行固件合法性验证，完成固件解密，保证了使用期间关键数据、密钥的机密性。可以理解的是，多核异构芯片安全启动保证了密钥使用过程中的安全，以此保证了固件的启动安全。多核异构芯片ROM使用身份认证根，对密钥的合法性、完整性进行校验，并以密文方式存储，实现了密钥的使用安全，为后续使用密钥对下一级固件合法性验证、固件解密提供信任的基础。下一级安全镜像在主系统片外存储，读取到主系统内存中，主系统ROM向安全模块发送安全请求，安全模块子系统ROM使用身份认证根，对该镜像进行合法性校验，包括固件HASH值校验，签名验证等，以保证固件原始密文的完整性、合法性。通过合法性验证后，安全子系统使用安全存储根对密文镜像进行解密，解密后的明文镜像存储在主系统安全固件运行区域，等待运行。主系统和安全子系统ROM对固件的合法性验证和解密动作的运行，确保了系统按照经过严格验证的路径进行引导，对系统固件、系统配置信息等进行验证，确保引导过程中各部件的完整性。
需要说明的是，多核异构芯片根密钥在芯片的特定安全模式下才能被多核异构芯片的安全启动模块读取并使用，且不对外导出，除多核异构芯片安全启动模块以外的外界设备无访问权限。根密钥在安全存储区OTP中，以密文方式存储着安全启动需要的安全存储根密钥，身份认证根密钥，在多核异构芯片出厂时被安全导入，并无法修改，可以被安全启动模块读取并使用，不对外导出，除多核异构芯片安全模块以外的外界设备无访问权限。安全存储区OTP中密文存储的密钥可以被芯片根密钥解密，得到真实的密钥明文。安全存储根密钥，用于一些机密数据解密，如被加载的密文固件解密，用户密钥密文数据解密等。身份认证密钥用于一些用于用户自定义的密钥的管理和维护，如ROM下一级安全固件将继续加载后续下一级安全镜像，用于保证后续阶段的安全性。这些密钥也是用于安全启动的信任链继续向下一级传递。
具体的，如图6所示的安全启动信任根传递流程图，从安全存储区OTP中读取安全启动所需的安全存储根密钥密文，身份认证根密钥密文，然后进行完整性验证，读取对应的根密钥对根密钥密文数据进行解密，得到安全存储根密钥、身份认证根密钥，从片外存储区读取待加载密文固件，基于身份认证根密钥进行合法性验证，判断合法性验证是否成功，如果成功，则对固件进行解密，得到明文合法固件，若合法性验证失败，则安全启动失败。
在本实施例中，通过安全子系统140从预设存储器中读取多核异构芯片中子系统的验证信息，并且保证只有安全子系统140可以访问预设存储器，得到多核异构芯片的验证信息，基于验证信息对多核异构芯片中子系统进行安全验证，并在验证成功的情况下，对多核异构芯片进行安全启动，避免了多核异构芯片被非法控制，有效地防止敏感信息被篡改和窃取。
故障处理子系统120通过通信子系统150获取逆变器中各个模块的状态信息，对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别。
其中，逆变器中各个模块的状态信息是由逆变器中各个模块决定的，逆变器中各个模块的状态信息可以通过自身的检测设备进行检测并输出对应的状态信息。
需要说明的是，逆变器是一种大功率的级联逆变器，逆变器中包括多个模块，随着系统的长时间运行，逆变器中的一些模块中的IGBT、反并联二极管以及并联电容由于老化或者一些其他故障原因易出现开路、短路等故障，导致系统的停运和不对称运行，因此需要对逆变器中的各个模块的状态进行检测，每个模块都会将各自的状态信息通过通信子系统150传输给多核异构芯片中的故障处理子系统120，由故障处理子系统120对获取的状态信息进行故障识别，其中，状态信息包括但不限于各模块的电压信息、电流信息，可以由各个模块内部的检测设备进行检测得到。
具体的，故障处理子系统120获取逆变器中各个模块的状态信息，各个模块的状态信息由自身确定并输出，可以将各状态信息进行叠加处理后，得到的结果作为逆变器的状态信息，故障处理子系统120对状态信息进行故障识别。实现了通过获取逆变器中各模块的状态信息，进一步确定逆变器的状态信息，完成对逆变器和各模块的故障识别。
具体的，对于状态信息进行故障识别，可选的，故障处理子系统120用于通过神经网络算法对逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；故障处理子系统120包括向量计算单元，向量计算单元用于神经网络算法处理过程中的向量数据处理。
具体的，故障处理子系统120采用独立的硬件对逆变器中各个模块的状态信息进行识别，通过神经网络算法进行故障识别，采用时域计算架构，通过定制面向卷积神经网络的专用指令集，在变量计算单元的基础上，实现向量计算单元，以加速卷积神经网络，向量计算单元支持向量ALU(加、减、乘等)，为有效支撑子系统故障特征提取的高效运算，设计了通用向量寄存器堆(32x512b)和部分寄存器堆(4x1536b)。向量寄存器堆和向量计算单元均支持INT8和INT16复用，可支持用户在运算性能和准确率间的权衡。故障处理子系统120还包括标量计算单元，标量计算单元和向量计算单元分别有独立的控制器，并通过2个读写单元对本地存储进行访问，读写单元支持一读一写或者2个读，读比写多是因为读在指令流水线的关键路径，对性能影响更大，故优先级更高。
电力算法子系统130与控制处理子系统110进行数据交互，对控制处理子系统110执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算。其中，电力算法子系统130具体可以理解为是具有一定的智能计算能力的神经网络处理器，使得多核异构芯片可以及时对其他子系统的故障特征进行高层级分析处理、做出响应，可以通过定制化指令集的处理器实现运算，包含但不限于FFT-ASIP(Fast Fourier Transform-Application Specific InstructionSet Processor，离散傅里叶变换定制化指令集处理器)、Park-ASIP(Park-ApplicationSpecific Instruction Set Processor，Park算法定制化指令集处理器)、ADC-ASIP(ADC-Application Specific Instruction Set Processor，模数转换定制化指令集处理器)。
具体的，电力算法子系统130与控制处理子系统110进行数据交互，通过电力算法子系统130内嵌的处理器对控制处理子系统110执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算，实现对数据处理和分析。需要说明的是，通过电力算法子系统130中的定制取数、乘法、累加等指令可以通过流水线等效实现在单周期内完成，相比于用软件乘法，本方案提出的电力算法子模块130使得芯片的运算速度更加快速，此外，电力算法子系统130还可以进行并行计算，在运算速率加快的同时还可以降低控制处理子系统110的负载。
可选的，电力算法子系统130包括至少一个专用指令处理器，专用指令处理器用于对控制处理子系统110传输的数据进行预设处理。
具体的，根据需求使用电力算法子系统130可以设置一个或者多个专用指令处理器，可以包含但不限于FFT-ASIP、Park-ASIP、ADC-ASIP，通过内置的专用指令处理器对数据进行处理。其中，电力算法子系统130中的一个或多个专用指令处理器在控制处理子系统110执行预设控制逻辑的过程中提供协同处理，例如应用于傅里叶算法的专用指令处理器FFT-ASIP对控制处理子系统110在执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行傅里叶算法的计算，例如应用于Park算法的专用指令处理器Park-ASIP对控制处理子系统110在执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行Park算法的运算。通过设置一个或者多个专用指令处理器，对控制处理子系统110中的数据算法采样硬件实现，提高计算处理效率。
在本实施例中，以FFT-ASIP为例，采用单指令多数据流的并行机制，同一个指令由多个使用不同数据流的计算单元执行，对多个数据项并行执行相同的操作，实现数据级的并行，使得在一个指令周期中可以完成多个运算。此外，针对不同控制模式下对于谐波分析的准确度需求，提出使用矢量寄存器来存放对应的矢量数据类型的数据，从而配置周波点数，实现(20、40、80)，(24、48、96)，(64、128、256、512、1024)三种不同精度傅里叶算法的采样点数。ADC采样控制的电力算法子系统采用ADC采样控制的电力专用算法，其内嵌的CPUM(Central Processing Unit Module，处理器模块)可以执行特定的嵌入式程序，对ADC子系统进行采样控制、数据处理和数据搬运等功能，具体可执行的功能可通过嵌入式程序进行灵活配置，包括数据处理方式、数据搬运模式等。SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存储器)可同时作为嵌入式处理器的程序存储和数据存储，其程序和数据存储的大小均可进行灵活配置，可根据不同的程序和数据需求决定配置的大小。存储器访问模块用于对电力算法子系统中的电力业务数据进行搬运处理。直接存储器可以用来进行灵活的数据搬运，可以不占用嵌入式处理器，而让嵌入式处理器可以处理其他的工作，如ADC采样的数据处理等，提高嵌入式处理器的性能，直接存储器传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。
在本实施例中，通过采用在多核异构芯片中内嵌专用处理器处理数据，相较于原来采用软件处理数据的方式来说，提高了运算处理过程，进一步有助于提高多核异构芯片对数据的运算能力，也有助于提高对各个模块的状态信息的故障识别能力。
可编程阵列逻辑器170，用于根据控制处理子系统110的处理数据输出逆变器中各个模块的开关信号。
其中，开关信号具体可以理解为是用于驱动逆变器中各个模块的IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双级晶闸管)驱动模块的信号，驱动各个模块的开关IGBT。
可编程阵列逻辑器160与控制处理子系统110可以进行数据交互，根据控制处理子系统110的处理数据确定开关信号，示例性的，可以采用FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)通过载波移相调制，将调制信号与载波信号相比，生成芯片多核异构芯片的子系统的开关信号，可编程阵列逻辑器160将生成的开关信号输出给对应的子系统，驱动子系统的IGBT进行开断。
在上述实施例的基础上，多核异构芯片还包括：存储子系统170，用于存储多核异构芯片中至少一个子系统的待存储数据。其中，待存储数据具体可以理解为是芯片中的各个子系统在数据交互过程中产生的需要进行存储的数据，以及，逆变器中各个模块的状态信息，用于后续进行故障处理、数据分析使用，示例性的，可以采用DDR(Double Data Rate，双倍速率)存储器实现存储子系统170的存储功能。
具体的，存储子系统170可以使用DDR存储器存储多核异构芯片中的其他一个或者多个子系统产生的待存储数据。用于存放数据，数据包括逆变器各个模块的数据、控制处理的命令数据、电力算法运算后的数据等，并且各个子系统在运算时都需要调用存储子系统170，读取所需要的数据。
本实施例的技术方案，通过多核异构芯片实现并网逆变器的控制，通过通信子系统获取多核异构芯片中至少一个子系统发送的数据和/或芯片外部设备发送的数据，对接收的数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将数据聚合包发送至控制处理子系统；实现了对接收的数据进行聚合处理后传输，可以节省多核异构芯片的通信时间开销，使得并行线程整体上更快地完成并网逆变器中的控制。控制处理子系统接收数据聚合包，并执行预设控制逻辑；故障处理子系统获取多核异构芯片中至少一个子系统的状态信息，对至少一个子系统的状态信息进行故障识别；控制处理子系统通过邮箱机制与安全子系统进行数据交互，并对控制处理子系统执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行安全处理；通过邮箱机制实现控制处理子系统与安全子系统进行数据交互，使得控制处理子系统与安全子系统的其他硬件资源相互之间物理隔离，实现了多任务的数据隔离和加密，提高子系统之间数据传输正确性、安全性。电力算法子系统与控制处理子系统进行数据交互，对控制处理子系统执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算，提高了多核异构芯片的运算性能。本方案实现了通过异构多核芯片高效控制各子系统之间的多核多线程并发数据通信、各子系统故障高效运算处理、数据交互处理等功能，避免了传输数据直接暴露在芯片外，实现了多任务的数据隔离和加密，提高了多核异构芯片进行数据交互的安全性、运算性能、传输效率。
图7是本发明实施例提供的一种逆变器的结构示意图，如图7所示，该逆变器100包括上述实施例中的任一项的多核异构芯片200。
在本实施例中，采用上述实施例中的多核异构芯片作为逆变器的控制芯片，可以实现新能源安全可靠并网。

Claims (11)

1.一种应用于大功率级联逆变器的多核异构芯片，其特征在于，包括：控制处理子系统、故障处理子系统、电力算法子系统、安全子系统、通信子系统和可编程阵列逻辑器；其中，
所述通信子系统用于实现所述多核异构芯片中至少一个子系统和逆变器中各个模块中的一项或多项与所述控制处理子系统之间的数据传输，其中，对所述至少一个子系统和/或所述逆变器中各个模块的特征数据进行聚合处理，得到数据聚合包，将所述数据聚合包发送至所述控制处理子系统；
所述控制处理子系统接收所述数据聚合包，以及执行预设控制逻辑，输出调制电压至所述可编程阵列逻辑器；其中，在执行所述预设控制逻辑的过程中将待进行安全处理的数据通过邮箱机制与所述安全子系统进行数据交互；
所述安全子系统对所述控制处理子系统传输的数据、输入所述多核异构芯片的数据和所述多核异构芯片待输出的数据进行安全处理；
所述故障处理子系统通过所述通信子系统获取逆变器中各个模块的状态信息，对所述逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别；
所述电力算法子系统与所述控制处理子系统进行数据交互，对所述控制处理子系统执行预设控制逻辑的过程中传输的数据进行运算；
可编程阵列逻辑器，用于根据所述控制处理子系统的输出的调制电压输出所述逆变器中各个模块的开关信号，并通过所述通信子系统传输至所述逆变器中各个模块。
2.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述通信子系统对接收的数据进行分类处理，基于数据的分类结果对接收的数据进行聚合处理。
3.根据权利要求2所述的多核异构芯片，其特征在于，所述通信子系统具体用于：
所述聚合处理包括一级聚合处理和二级聚合处理，其中，一级聚合处理用于对预设类型的数据进行聚合处理，形成一级聚合数据包，所述一级聚合数据包中包括所述逆变器的采样数据和电力算法子系统中运算数据聚合得到的第一聚合包，以及，所述通信子系统获取的所述逆变器中各模块的特征数据和所述故障处理子系统的故障识别结果数据聚合得到的第二聚合包；
二级聚合处理用于对一级聚合数据包进行聚合处理，形成二级聚合数据包，其中，所述二级聚合数据包中包括所述第一聚合包和所述第二聚合包。
4.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述故障处理子系统用于通过神经网络算法对所述逆变器中各个模块的状态信息进行故障识别。
5.根据权利要求4所述的多核异构芯片，其特征在于，所述故障处理子系统包括向量计算单元，所述向量计算单元用于所述神经网络算法处理过程中的向量数据处理。
6.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述控制处理子系统在预设控制逻辑的执行过程中，向预设内存空间写入待处理数据，并通过所述邮箱机制向所述安全子系统发送提示信息；
所述安全子系统从所述预设内存空间读取所述待处理数据，对所述待处理数据进行安全处理，并将处理数据写入所述预设内存空间，并通过所述邮箱机制向所述控制处理子系统发送通知信息；
所述控制处理子系统从所述预设内存空间读取所述处理数据。
7.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述安全子系统还用于在所述多核异构芯片上电的情况下，从预设存储器中读取芯片工作模式，并基于所述芯片工作模式确定所述多核异构芯片是否安全启动。
8.根据权利要求7所述的多核异构芯片，其特征在于，所述安全子系统还用于从所述预设存储器中读取所述多核异构芯片中子系统的验证信息，基于所述验证信息对所述多核异构芯片中子系统进行安全验证，并在验证成功的情况下，对所述多核异构芯片进行安全启动。
9.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述电力算法子系统包括至少一个专用指令处理器，所述专用指令处理器用于对所述控制处理子系统传输的数据进行预设处理。
10.根据权利要求1所述的多核异构芯片，其特征在于，所述多核异构芯片还包括：存储子系统，用于存储所述多核异构芯片中至少一个子系统的待存储数据。
11.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的多核异构芯片。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403734A (zh) * 2011-11-16 2012-04-04 深圳航天科技创新研究院 一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法及装置
CN202906491U (zh) * 2012-11-22 2013-04-24 南京国电南自风电自动化技术有限公司 基于dsp与fpga的三电平逆变器控制系统
CN106647474A (zh) * 2016-12-06 2017-05-10 江苏兆伏新能源有限公司 一种基于多核微控制器的光伏逆变器软件架构系统
CN112199323A (zh) * 2020-10-12 2021-01-08 南方电网数字电网研究院有限公司 电力系统继电保护SoC芯片
CN112613691A (zh) * 2020-11-09 2021-04-06 贵州电网有限责任公司 芯片化继电保护通用装置
CN113297126A (zh) * 2021-06-02 2021-08-24 南方电网数字电网研究院有限公司 一种实现电力数据处理的同异构混合多核芯片架构
CN114095193A (zh) * 2020-08-06 2022-02-25 中国电力科学研究院有限公司 一种芯片级光伏电站信息安全防御系统及方法
CN114172417A (zh) * 2021-11-17 2022-03-11 安徽大学 一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统
CN114860855A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 江苏阳光智慧城市科技有限公司 一种基于数据治理的互联网移动端录入系统
CN115048679A (zh) * 2022-08-15 2022-09-13 南方电网数字电网研究院有限公司 一种融合片内安全防护功能的多业务分区隔离芯片
CN115794578A (zh) * 2022-11-14 2023-03-14 南方电网数字电网研究院有限公司 一种电力系统的数据管理方法、装置、设备及介质

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102403734A (zh) * 2011-11-16 2012-04-04 深圳航天科技创新研究院 一种基于多处理器嵌入式光伏并网逆变的方法及装置
CN202906491U (zh) * 2012-11-22 2013-04-24 南京国电南自风电自动化技术有限公司 基于dsp与fpga的三电平逆变器控制系统
CN106647474A (zh) * 2016-12-06 2017-05-10 江苏兆伏新能源有限公司 一种基于多核微控制器的光伏逆变器软件架构系统
CN114095193A (zh) * 2020-08-06 2022-02-25 中国电力科学研究院有限公司 一种芯片级光伏电站信息安全防御系统及方法
CN112199323A (zh) * 2020-10-12 2021-01-08 南方电网数字电网研究院有限公司 电力系统继电保护SoC芯片
CN112613691A (zh) * 2020-11-09 2021-04-06 贵州电网有限责任公司 芯片化继电保护通用装置
CN113297126A (zh) * 2021-06-02 2021-08-24 南方电网数字电网研究院有限公司 一种实现电力数据处理的同异构混合多核芯片架构
WO2022252717A1 (zh) * 2021-06-02 2022-12-08 南方电网数字电网研究院有限公司 一种实现电力数据处理的同异构混合多核芯片架构
CN114172417A (zh) * 2021-11-17 2022-03-11 安徽大学 一种背靠背有源中点钳位型五电平变频器控制系统
CN114860855A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 江苏阳光智慧城市科技有限公司 一种基于数据治理的互联网移动端录入系统
CN115048679A (zh) * 2022-08-15 2022-09-13 南方电网数字电网研究院有限公司 一种融合片内安全防护功能的多业务分区隔离芯片
CN115794578A (zh) * 2022-11-14 2023-03-14 南方电网数字电网研究院有限公司 一种电力系统的数据管理方法、装置、设备及介质

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