KR20130047465A - Data communication method for communication module of digital protective relay - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 보호 계전기용 통신모듈 및 그 데이타 통신방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 HDLC 통신을 이용하여 마이크로 프로세서에 발생하는 인터럽트 주기를 최소화시킬 수 있는 데이타 통신방법을 제공하여 디지털 보호 계전기의 본연의 기능을 충실히 수행할 수 있도록 한 디지털 보호계전기용 통신모듈 및 그 데이타 통신방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication module for a digital protection relay and a data communication method thereof, and more particularly, to provide a data communication method that can minimize interrupt cycle occurring in a microprocessor using HDLC communication. The present invention relates to a communication module for a digital protective relay and a data communication method thereof to enable the function of the present invention to be faithfully performed.
일반적으로, 전력계통은 수많은 발전소, 변전소 및 송배전 선로 등의 요소를 포함하는 매우 복잡한 구조로 되어 있다. 이러한 전력계통은 일정한 전압과 주파수를 가져야 하고, 수요에 맞는 전력을 공급하도록 신뢰성 있게 운영되어야 한다.In general, power systems have a very complex structure that includes elements such as numerous power plants, substations and transmission and distribution lines. These power systems must have a constant voltage and frequency and operate reliably to supply the power to meet demand.
그러나 수요자의 의사에 따라 항상 변동하는 전력 수요와 자연상태에서의 고장은 전압, 주파수 등에 영향을 미쳐 신뢰성 있는 전력의 공급을 어렵게 만든다.However, ever-changing power demands and failures in the natural state according to the consumer's intention affect the voltage, frequency, etc., making it difficult to supply reliable power.
특히, 계통에서 고장이 발생하는 경우에, 고장 지점에서는 매우 큰 전류가 발생하여 인명피해나 수많은 재산 피해는 물론 대규모 정전을 유발하게 될 수 있기 때문에 계전기(Relay)를 사용하고 있었다.In particular, in the event of a breakdown in the system, relays were used because very large currents could be generated at the point of failure, resulting in human damage, numerous property damages, as well as large power outages.
여기서, 계전기는 디지털 보호 계전기라고도 하는데, 이러한 디지털 보호 계전기는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)시스템과 통신으로 비정상적인 계통 조건을 검출하고, 가능한 한 신속하게 반응하여 계통을 정상 상태로 되돌리는 역할을 한다. 이와 같은 기능을 수행하기 위해서는 보호 계전을 위한 시스템 설계가 필수적이다.Here, the relay is also referred to as a digital protection relay, which communicates with the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system to detect abnormal grid conditions and react as quickly as possible to return the grid to a normal state. . In order to perform this function, system design for protection relay is essential.
이러한, 디지털 보호 계전기는 계통의 보다 신뢰성 있는 동작을 위하여, SCADA시스템과 통신으로 계측 및 동작 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 거의 대부분이 구성되어 있다.These digital protection relays are mostly configured for real time monitoring of the measurement and operation status by communicating with the SCADA system for more reliable operation of the system.
이때, 디지털 보호 계전기와의 통신을 하기 위해서 산업용 필드버스가 많이 사용되는데, 당사에서 개발한 디지털 보호계전기의 경우 고속의 신뢰성 있는 통신을 구현하기 위하여 HDLC(High-level Data Link Control)통신을 채택하여 구현하였다.In this case, industrial fieldbuses are frequently used to communicate with digital protection relays. In case of digital protection relays developed by our company, HDLC (High-level Data Link Control) communication is adopted to realize high-speed and reliable communication. Implemented.
상기 HDLC 통신 프로토콜을 지원하기 위해서는, 마이크로프로세서 내장되어 있는 제품이 없기 때문에, 별도의 외부 HDLC 통신제어 칩셋(예; Z85230 통신모듈)을 연결하여 적용하여 왔다.In order to support the HDLC communication protocol, since there is no product with a built-in microprocessor, a separate external HDLC communication control chipset (eg, Z85230 communication module) has been connected and applied.
그러나, 상기 외부 HDLC 통신제어 칩셋(예; Z85230 통신모듈)은 오래전에 개발되어 불량률이 높고, 또한 사용중에 고장이 자주 발생하여 디지털 보호 계전기의 고장을 초래하는 단점이 발생되었다.However, the external HDLC communication control chipset (eg, Z85230 communication module) has been developed long time ago, and has a high defect rate, and frequently causes a failure in use, resulting in a failure of the digital protection relay.
이에따라, 보급형 디지털 보호계전기의 경우 장비의 개발 단가를 낮추기 위해 조립 부품의 수량을 최소화시켜야만 한다.Accordingly, in the case of entry-level digital protection relay, the number of assembly parts must be minimized to lower the development cost of the equipment.
예를 들면, 한 개의 마이크로 프로세서가 계전, 계측, 사용자 인터페이스, 상위 시스템과의 통신기능을 모두 처리하는 구조로 설계를 한다. 이때, 상위 모니터링 시스템인 디지털 보호 계전기와 HDLC 통신을 수행할 경우, 마이크로 프로세서에는 문자 데이터 크기의 단위로 인터럽트 신호가 발생되어 다른 서비스에서 사용되야 하는 인터럽트와의 잦은 충돌이 발생 되었다.For example, a microprocessor is designed to handle relaying, instrumentation, user interface, and communication with host systems. At this time, when performing HDLC communication with the higher-level monitoring system, a digital protection relay, the microprocessor generates an interrupt signal in units of character data size, and thus frequently encounters an interrupt that must be used in another service.
만약, HDLC 통신이 아닌 다른 산업용 통신을 사용한다고 하더라도 이러한 상황을 피할 순 없을 것이다. 실제로 현장에서 과도한 상위 통신 인터럽트에 의한 문제 상황으로 생기는 처리비용이 발생하게 되는 문제점이 있었다.If you use industrial communication other than HDLC communication, this situation cannot be avoided. In fact, there is a problem that the processing cost caused by the problem situation caused by excessive high-level communication interrupt in the field.
즉, 디지털 보호 계전기의 주된 역할은 전력계통의 이상 상황을 진단하여 실시간으로 보호동작을 시켜야하지만, 감시기능도 함께 제공되어야 하므로 기능들을 모두 만족시키기 위해서는 내부 성능을 적절히 낮추어 안정화될 수 있도록 조율해야 하는 어려움을 가지고 있었다.In other words, the main role of the digital protective relay should be to diagnose the abnormal state of the power system and to perform the protection operation in real time, but since the monitoring function must be provided together, to satisfy all the functions, the internal performance should be appropriately lowered and stabilized to be stabilized. Had difficulty.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, HDLC 통신을 이용하여 마이크로 프로세서에 발생하는 인터럽트 주기를 최소화시킬 수 있는 하는 통신모듈 및 그 데이타 통신방법을 제공하여 종래 외부 HDLC 통신제어 칩셋(예; Z85230 통신모듈)을 대체할 수 있도록 하면서, 디지털 보호 계전기의 본연의 기능을 충실히 수행할 수 있도록 한 디지털 보호계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, by providing a communication module and a data communication method for minimizing the interrupt cycle occurring in the microprocessor using HDLC communication, the conventional external HDLC communication control It is an object of the present invention to provide a data communication method of a communication module for a digital protection relay that can replace a chipset (eg, Z85230 communication module) and faithfully perform a function of a digital protection relay.
상기 목적달성을 위한 본 발명 디지털 보호 계전기용 통신모듈은, 디지털 보호 계전기에서 마이크로프로세서가 내장되지 않아 외부 HDLC 통신제어 칩셋인 Z85230 통신모듈을 적용하는 것을 대체하는 통신모듈로, 상위 모니터링 시스템과 반 이중 방식의 통신을 수행하여 데이터를 송수신하기 위한 HDLC 프로토콜(High Level Data Link Control Precedure); 상기 HDLC 프로토콜과 데이터를 송수신하며, 양 방향성 인터페이스를 제공하는 공유 메모리(Shared Memory); 상기 공유 메모리와 데이터를 송수신하며, 복수의 회로 입력신호 중에서 선택된 제어신호에 의해 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어주는 멀티플렉서(MUX, Multiplexer); 상기 멀티플렉서와 데이터를 송수신하며, 데스크탑 및 컨트롤러와 통신을 하여 데이터를 송수신하는 통신부; 및, 상기 HDLC로 수신되는 한 개의 통신 패킷에 대해서 한 번의 신호를 상기 제어부에 송신하는 인터럽트; 를 포함한다.The communication module for the digital protection relay of the present invention for achieving the above object is a communication module that replaces the application of the Z85230 communication module, which is an external HDLC communication control chipset, because a microprocessor is not built in the digital protection relay. HDLC protocol (High Level Data Link Control Precedure) for transmitting and receiving data by performing a method of communication; A shared memory for transmitting and receiving data with the HDLC protocol and providing a bidirectional interface; A multiplexer (MUX, Multiplexer) which transmits and receives data to and from the shared memory and selects one input signal from a plurality of circuit input signals and loads the input signal to an output circuit; A communication unit for transmitting and receiving data with the multiplexer and communicating with a desktop and a controller; And an interrupt for transmitting one signal to the controller for one communication packet received by the HDLC. .
또한, 상기 통신부는 멀티플렉서와 데이터를 송수신하며, 데이터가 저장된 데스크탑의 직렬장치와 직렬 통신에 의해 데이터를 송수신하는 범용의 직렬통신부(UART)와, 상기 멀티플렉서와 데이터를 송수신하며, 제어를 위한 컨트롤러와 병렬 통신에 의해 고속으로 데이터를 송수신하는 병렬통신부를 포함할 수 있다.In addition, the communication unit transmits and receives data to and from the multiplexer, a universal serial communication unit (UART) for transmitting and receiving data by serial communication with the serial device of the desktop on which the data is stored, and transmit and receive data with the multiplexer, and a controller for control It may include a parallel communication unit for transmitting and receiving data at high speed by the parallel communication.
또한, 상기 병렬통신부에는 주소버스와 데이터버스가 포함될 수 있다.In addition, the parallel communication unit may include an address bus and a data bus.
다른 한편으로, 상기 통신모듈의 데이타 통신방법으로는, 통신모듈에서 Rx 인터럽트가 발생된 것을 감지하는 제 1 단계; 수신(Rx) 인터럽트 감지시 수신 데이터 길이 레지스터(Rx Data length Register)를 읽어 수신 데이타패킷의 영역의 길이를 확인하는 제 2 단계; 제 2 단계 이후 데스티네이션 어드레스(Destination Address), 소스 어드레스(Source Address), 명령/응답(Command/Response), 플래그(Flag)를 읽어오는 제 3 단계; 수신 데이터 길이 레지스터(Rx Data length Register)에서 읽은 값만큼 버퍼의 데이타 영역을 읽어오는 제 4 단계; 제 4 단계 이후 인터럽트 레지스터(interrupt Register)의 수신 인터럽트 플래그 비트(Rx Interrupt Flag Bit)에 1을 라이트(Write)하여 수신 인터럽트(Rx Interrupt)를 요청한 후 데이타 수신동작을 종료하는 제 5 단계; 로 구성되는 것이다.On the other hand, the data communication method of the communication module, the first step of detecting that the Rx interrupt is generated in the communication module; A second step of checking a length of an area of a reception data packet by reading a reception data length register when a reception (Rx) interrupt is detected; A third step of reading a destination address, a source address, a command / response, and a flag after the second step; A fourth step of reading the data area of the buffer by the value read from the Rx Data length Register; A fifth step of completing a data reception operation after writing a 1 to the Rx Interrupt Flag Bit of the interrupt register to request a Rx Interrupt after the fourth step; It is composed of.
본 발명에 의하면, 종래에 사용되었던 외부 HDLC 통신제어 칩셋(예; Z85230 통신모듈)을 대체할 수 있도록 하면서, HDLC 통신을 이용하여 마이크로 프로세서에 발생하는 인터럽트 주기를 최소화시킬 수 있는 통신모듈 및 그 데이타 통신방법을 제공하여 디지털 보호 계전기의 본연의 기능을 충실히 수행할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, it is possible to replace an external HDLC communication control chipset (eg, Z85230 communication module) used in the past, and communication module and its data capable of minimizing the interrupt cycle occurring in the microprocessor using HDLC communication. By providing a communication method, it is possible to expect the effect of faithfully performing the original functions of the digital protective relay.
도 1은 본 발명의 구현을 위한 디지털 보호계전기용 통신모듈을 보인 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 보호계전기용 통신모듈에 대한 내부 메모리 및 레지스터를 보여주기 위한 도면.
도 3은 디지털 보호계전기용 통신모듈에 사용되는 데이타패킷을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 디지털 보호계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법을 보인 플로우챠트.1 is a block diagram showing a communication module for a digital protective relay for the implementation of the present invention.
2 is a view for showing an internal memory and a register for a communication module for a digital protective relay according to the present invention.
3 is a view showing a data packet used in a communication module for a digital protective relay.
Figure 4 is a flow chart showing a data communication method of the communication module for a digital protective relay of the present invention.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and should not be understood in a limiting sense of the technical elements of the present invention.
도면에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 디지털 보호계전기용 통신모듈의 통신방법은, FPGA(field-programmable gate array)를 이용하는 HDLC 통신모듈의 통신방법에 관한 것으로, 마이크로 프로세서에 발생하는 인터럽트 신호 주기를 최소화시킴으로써 디지털 보호 계전기의 본연의 기능을 충실히 수행할 수 있도록 하기 위함이다.As shown in the figure, the communication method of the communication module for a digital protective relay according to the present invention relates to a communication method of the HDLC communication module using a field-programmable gate array (FPGA), the interrupt signal period generated in the microprocessor This is to ensure that the original functions of the digital protective relay can be faithfully minimized by minimizing the
이를 위한 본 발명은 디지털 보호 계전기에서 마이크로프로세서가 내장되지 않아 외부 HDLC 통신제어 칩셋인 Z85230 통신모듈을 적용하는 것을 대체하는 통신모듈로, 이러한 디지털 보호계전기용 통신모듈은, 상위 모니터링 시스템과 반 이중 방식의 통신을 수행하여 데이터를 송수신하기 위한 HDLC 프로토콜(High Level Data Link Control Precedure, 100)과, 상기 HDLC 프로토콜(100)과 데이터를 송수신하며, 양 방향성 인터페이스를 제공하는 공유 메모리(Shared Memory, 200)와, 상기 공유 메모리(200)와 데이터를 송수신하며, 복수의 회로 입력신호 중에서 선택된 제어신호에 의해 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어주는 멀티플렉서(MUX, Multiplexer, 300)와, 상기 멀티플렉서와 데이터를 송수신하며, 데스크탑(10) 및 컨트롤러(20)와 통신을 하여 데이터를 송수신하는 통신부(400) 및, 상기 HDLC로 수신되는 한 개의 통신 패킷에 대해서 한 번의 신호를 상기 제어부에 송신하는 인터럽트(500)를 포함한다.To this end, the present invention is a communication module for replacing the Z85230 communication module, which is an external HDLC communication control chipset, because a microprocessor is not built in the digital protection relay, and the digital protection relay communication module is a half-duplex system with a higher monitoring system. HDLC protocol (High Level Data Link Control Precedure, 100) for transmitting and receiving data by performing communication with the shared memory (Shared Memory, 200) for transmitting and receiving data with the
즉, 통신모듈은 HDLC 통신을 수행하기 위하여 HDLC 프로토콜(100) 기능을 탑재하는 것이고, 송수신 데이터를 전달하기 위해서 양 방향성 인터페이스를 제공하기 위한 셰어드메모리(Shared Memory)가 구성되는 것이다.That is, the communication module is equipped with the function of the HDLC
여기서, 상기 통신부(400)는 멀티플렉서(300)와 데이터를 송수신하며, 데이터가 저장된 데스크탑(10)의 직렬장치(미도시)와 직렬 통신에 의해 데이터를 송수신하는 범용의 직렬통신부(UART, 410)와, 상기 멀티플렉서(300)와 데이터를 송수신하며, 제어를 위한 컨트롤러(20)와 병렬 통신에 의해 고속으로 데이터를 송수신하는 병렬통신부(420)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 병렬통신부(420)에는 주소버스와 데이터버스가 포함될 수 있다.Here, the
즉, 보호 계전기나 범용의 직렬 포트가 있는 데스크탑(10) 및 컨트롤러(20)와 데이터를 송수신하기 위해 주소버스와 데이터버스로 구성된 병렬통신부(420)와, 범용적이지만 비교적 저속의 인터페이스를 위해서 직렬통신부(410)를 선택적으로 사용할 수 있다.That is, a
이때, 병렬통신부(420)와 직렬통신부(410)는 데이터를 내부에서 버퍼링 처리할 수 있도록 양 방향성 내부 메모리를 설계함으로써, 1Kbyte 까지의 데이터를 한번에 저장하여 전달되도록 할 수 있다. In this case, the
그리고, HDLC 프로토콜(100)은 반 이중 방식(Half Duplex)의 통신을 수행하기 때문에, 메모리의 구조도 송신과 수신의 버퍼를 물리적으로 같은 메모리를 사용하여 양 방향성에 비해 메모리 용량을 두 배로 크게 사용할 수 있도록 하였다.In addition, since the HDLC
즉, 송신 중에는 메모리가 송신 버퍼 1Kbyte를 사용할 수 있으며, 반대로 수신 중에는 메모리가 수신 버퍼 1Kbyte로 사용할 수 있다. That is, the memory can use the transmission buffer 1Kbyte during transmission, and conversely, the memory can use the reception buffer 1Kbyte during reception.
또한, 통신모듈에서 수신동작을 수행할 경우 1Kbyte 이내에서 수신되는 한 개의 통신 패킷에 대해서 컨트롤러(20)에 실시간으로 알려주기 위한 신호를 인터럽트(500)에서 발생하도록 하였다. In addition, when performing a reception operation in the communication module, a signal for informing the
즉, 이러한 기능을 장비에서 자신의 아이디(ID)로 수신되는 한 개의 통신 패킷에 대해서 한 번의 인터럽트 신호가 발생하게 된다. 이는, 컨트롤러(20)에서 인터럽트 신호를 받아서 DMA(Direct Memory Access)로 처리할 경우 CPU의 연산 부하를 대폭 줄일 수 있다. That is, this function generates one interrupt signal for one communication packet received by the device with its ID. This can significantly reduce the computational load of the CPU when receiving the interrupt signal from the
그리고, HDLC 프로토콜(100)의 통신시 응답시간을 조절할 수 있어 상위시스템의 통신 부분과 신호의 충돌이 발생하지 않도록 할 수 있다. In addition, the response time during the communication of the HDLC
병렬통신부(420)를 사용하기 위해서는, 읽기/쓰기를 위해서 인터페이스 타이밍을 제시하였으며, 칩의 사용하기 위한 유효시간은 최소 120[nsec]로 동작을 할 수 있다. In order to use the
그리고, 도 2에서와 같이 계전기의 내부 데이타를 통신 데이터로 보내도록 하는 1Kbyte의 메모리 이외에, HDLC 프로토콜(100)의 통신 속도, 보호 계전기의 통신 ID, 인터럽트 신호의 방향성 설정, 송수신시 수신데이터 개수 정보 및 송신하고자 하는 데이터 개수에 대한 설정기능이 있다. 그리고 수신시 수신된 데이터의 오류를 점검하는 CRC 기능에 대한 결과 상태 제공을 위한 레지스터를 정의하여 사용하도록 구성할 수 있다. In addition to the 1 Kbyte of memory for sending the internal data of the relay as communication data, as shown in FIG. 2, the communication speed of the
직렬통신부(410)를 이용하기 위해서는, 본 발명의 내부에 별도의 핀을 지정하여 입력 디지털 신호를 강제적으로 하이(High)레벨로 만들었을 때 115,200[bps]의 속도로 인터페이스 되도록 함으로써, 병렬통신 방식의 인터페이스에서처럼 HDLC의 통신 속도 및 보호 계전기의 ID를 설정할 수 있는 설정 모드로 사용할 수 있도록 하였다. In order to use the
상기와 같이 구성된 디지털보호 계전기용 통신모듈의 통신방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the communication method of the communication module for digital protection relay configured as described above are as follows.
도 3은 통신모듈에서 사용되는 데이타패킷형태를 예시한다.3 illustrates a data packet type used in a communication module.
통신모듈은 도 3과 같이 플래그(Flag), 어드레스(Address), 데이터(Data), CRC(Cyclic Redundancy Check), Flag로 구성되는 데이타패킷을 RS-485 통신을 통하여 송수신할 수 있으며, 상기 Address는 Destination Address(DA), Source Address(SA), Command/Response(C/R), Flag로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the communication module may transmit and receive a data packet including a flag, an address, data, a cyclic redundancy check (CRC), and a flag through RS-485 communication. It consists of Destination Address (DA), Source Address (SA), Command / Response (C / R), and Flag.
통신모듈은 HDLC 통신을 제어하기 위한 레지스터(Register)들을 지원하고 데이타 송수신을 위한 충분한 데이타 버퍼(Data Buffer)를 가지고 있다.The communication module supports registers to control HDLC communication and has enough data buffers for data transmission and reception.
또한 통신모듈에서 이루어지는 통신 변조속도(Baud rate)는 디폴트값으로 62.5 kbps를 사용하고, 변조속도 제어 레지스터(Baud rate Control Register)를 이용하여 최대 256kbps까지 사용자가 조종할 수 있도록 다양한 변조속도(Baud rate)를 지원한다.In addition, the communication baud rate made by the communication module uses 62.5 kbps as the default value, and various baud rates so that the user can control up to 256 kbps using the baud rate control register ).
위의 표 1과 같이 62.5kbps 가 디폴트(Default)인 경우, 백 단위 이하는 무시하고, 위와 같이 625 = 0x0271이므로 상위 바이트에는 0x02를 하위 바이트에는 0x71를 입력하여 설정한다.If 62.5kbps is the default as shown in Table 1 above, less than one hundred units are ignored. As above, 625 = 0x0271, so 0x02 is set for the upper byte and 0x71 is set for the lower byte.
상기 구성된 통신모듈은 제어레지스터(Control Register)를 이용하여 각종 통신설정을 수행할 수 있다. 통신모듈에 구성되는 제어레지스터는 리드/라이트(Read/Write)(R/W) 모두 가능하게 함으로써, 어떻게 통신모듈이 설정되어 있는지를 해당 레지스터를 읽어서 확인할 수 있다.The configured communication module may perform various communication settings using a control register. The control register configured in the communication module enables both read / write (R / W), so that it is possible to check how the communication module is set by reading the corresponding register.
(R/W)(R / W)
- -
DisableDisable
에서 in
EnableEnable
하면 자동으로 통신모듈을 The communication module automatically
ResetReset
한다.do.
ll
0: 0:
DisableDisable
( (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
EnableEnable
(R/W)(R / W)
- -
RxRx
/Of
TxTx
LengthLength
RegisterRegister
값을 모두 0으로 All values to 0
ResetReset
한다.do.
- -
RxRx
/Of
TxTx
InterruptInterrupt
FlagFlag
모두 all
ClearClear
한다. do.
- 이 -This
BitBit
를 1로 설정하면, Is set to 1,
ModuleModule
이 this
ResetReset
되는 동안 1을 유지하고 있다가, And keep 1 while
ResetReset
이 완료되면 0으로 자동으로 돌아간다.It will automatically return to zero when it completes.
ll
0: 0:
ResetReset
완료 ( complete (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
ResetReset
실행. Execution.
(R/W)(R / W)
- -
RxRx
LengthLength
RegisterRegister
값을 0으로 Value to 0
ResetReset
한다. do.
- -
RxRx
BufferBuffer
ClearClear
를 실행하면, When you run
BufferBuffer
가 end
ClearClear
되는 동시에 At the same time
RxRx
InterruptInterrupt
FlagFlag
도 Degree
ClearClear
된다. do.
- -
RxRx
BufferBuffer
ClearClear
를 실행하는 동안에는 1을 유지하다가, Clear 과정을 완료하면 0으로 자동으로 돌아간다.It keeps 1 while running and automatically returns to 0 when the Clear process is completed.
ll
0: 0:
RxRx
BufferBuffer
ClearClear
완료 ( complete (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
RxRx
BufferBuffer
ClearClear
실행 Execution
(R/W)(R / W)
- -
TxTx
LengthLength
RegisterRegister
값을 0으로 Value to 0
ResetReset
한다. do.
- -
TxTx
BufferBuffer
ClearClear
를 실행하면, When you run
BufferBuffer
가 end
ClearClear
되는 동시에 At the same time
TxTx
InterruptInterrupt
FlagFlag
도 Degree
ClearClear
된다. do.
- -
TxTx
BufferBuffer
ClearClear
를 실행하는 동안에는 1을 유지하다가, Clear 과정을 완료하면 0으로 자동으로 돌아간다.It keeps 1 while running and automatically returns to 0 when the Clear process is completed.
ll
0: 0:
TxTx
BufferBuffer
ClearClear
완료 ( complete (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
TxTx
BufferBuffer
ClearClear
실행 Execution
(R/W)(R / W)
ll
0: 0:
DisableDisable
( (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
Enable
(R/W)(R / W)
ll
0: 0:
DisableDisable
( (
DefaultDefault
))
ll
1: One:
EnableEnable
(R/W)(R / W)
ll
1: One:
Enable
(R/W)(R / W)
한편, 통신모듈에서 Rx/Tx Interrupt를 발생시킬 경우 Flag를 처리하는 방법을 아래의 표 3에 예시하였다.On the other hand, Table 3 is a method of processing a flag when generating a Rx / Tx Interrupt in the communication module.
(R)(R)
(R/W)(R / W)
- Data를 전송하고 있을 때는 0이었다가, 전송을 완료하면 다시 1로 전환된다.-When all Tx Data is transmitted and becomes Tx Ready state, it becomes 1.
-It is 0 when data is being transferred, and it is converted back to 1 when the transmission is completed.
(R/W)(R / W)
상기와 같이 설명된 데이타 패킷을 이용한 본 발명의 통신모듈의 통신방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the communication method of the communication module of the present invention using the data packet described as follows.
◆ 데이타 수신 ◆◆ ◆ data reception
본 발명의 데이타 수신방법을 도 4의 플로우챠트를 참조하여 설명하면, 통신모듈에서 Rx 인터럽트가 발생된 것을 감지하는 제 1 단계와, Rx 인터럽트 감지시 Rx Data length Register를 읽어 수신데이타 영역의 길이를 확인하는 제 2 단계와, 제 2 단계 이후 Destination Address, Source Address, Command/Response, Flag를 읽어오는 제 3 단계와, Rx Data length Register에서 읽은 값만큼 버퍼의 데이타 영역을 읽어오는 제 4 단계, 그리고 제 4 단계 이후 interrupt Register의 Rx Interrupt Flag Bit에 1을 라이트(Write)하여 Rx Interrupt를 요청한 후 데이타 수신동작을 종료하는 제 5 단계; 로 구성되는 것이다.Referring to the data receiving method of the present invention with reference to the flowchart of Fig. 4, the first step of detecting that the Rx interrupt is generated in the communication module, and reading the Rx Data length Register when the Rx interrupt is detected to determine the length of the reception data area. A second step of checking, a third step of reading a destination address, a source address, a command / response, a flag after the second step, a fourth step of reading a data area of the buffer by the value read from the Rx data length register, and A fifth step of requesting an Rx Interrupt by writing 1 to the Rx Interrupt Flag Bit of the interrupt register after the fourth step and ending the data receiving operation; It is composed of.
상기 제 3 단계에서, Destination Address(DA)가 셀프 어드레스 레지스터(Self Address Register)에 저장한 값과 동일할 경우에만 이후 CRC와 Flag가 나올 때까지 통신데이터를 수신하고, Self Address가 맞아서 통신데이터를 수신하면 통신모듈에서 16bits CRC를 체크하고 CRC까지 모두 맞을 때에만 Data를 Rx Buffer에 업로드 하고, Rx Interrupt Flag를 1로 Set 시키는 것을 특징으로 한다.In the third step, only when the destination address (DA) is the same as the value stored in the Self Address Register, the communication data is received until the CRC and the flag is displayed thereafter, and the communication address is received because the Self Address is correct. When receiving, it checks 16bits CRC in communication module and uploads data to Rx Buffer only when CRC is all right, and sets Rx Interrupt Flag to 1.
또한, 제 4 단계 이후 읽은 버퍼(DA,SA,C/R,Flag)를 클리어시키는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the buffer (DA, SA, C / R, Flag) read after the fourth step.
본 발명의 통신방법을 설명하면 다음과 같다.The communication method of the present invention is described as follows.
우선, 수신데이타에 의해 통신모듈에서 Rx 인터럽트가 발생하면, 통신모듈은 Rx 인터럽트 감지시 Rx Data length Register를 읽어 수신데이타 영역의 길이를 확인한다.First, if an Rx interrupt occurs in the communication module due to the reception data, the communication module checks the length of the reception data area by reading the Rx Data length register when the Rx interrupt is detected.
수신된 통신데이터의 크기는 byte로 표시하여 Rx Data Length Register에 저장한다. 예를들어, 수신된 통신데이터가 12byte라면, DA, SA, C/R, Flag와 Data를 포함한 메시지 크기이다.The size of the received communication data is expressed in bytes and stored in the Rx Data Length Register. For example, if the received communication data is 12 bytes, the message size includes DA, SA, C / R, Flag, and Data.
아래의 [표 4]는 수신한 데이터가 500개인 경우 Rx Length Register에 저장되는 내용을 예시한 것이다.[Table 4] below shows the contents stored in the Rx Length Register when 500 data are received.
제 2 단계에서 수신데이타 영역의 길이가 확인되면 이후 Destination Address, Source Address, Command/Response, Flag를 읽어온다.When the length of the reception data area is confirmed in the second step, the destination address, source address, command / response, and flag are read.
이때, Destination Address(DA)가 표 5와 같은 Self Address Register에 저장한 값과 동일할 경우에만 이후 CRC와 Flag가 나올 때까지 통신데이터를 수신한다.At this time, only when the Destination Address (DA) is the same as the value stored in the Self Address Register as shown in Table 5, communication data is received until the CRC and Flag are displayed.
Self Address가 맞아서 통신데이터를 수신하면 통신모듈에서 16bits CRC를 체크하고 CRC까지 모두 맞을 때에만 Data를 Rx Buffer에 업로드 하고, Rx Interrupt Flag를 1로 Set 시킨다. 만약 Control Register에 Rx Interrupt Enable Bit가 Set 되어 있다면, Interrupt를 발생한다.When communication data is received because the self address is correct, the communication module checks 16bits CRC and uploads data to Rx buffer only when all CRCs are correct, and sets Rx Interrupt Flag to 1. If Rx Interrupt Enable Bit is set in Control Register, Interrupt occurs.
이와 같이 Self Address가 맞아서 통신데이터를 수신할 때에는 Rx Data length Register에서 읽은 값만큼 버퍼의 데이타 영역을 읽어온다.In this way, when receiving the communication data because the Self Address is correct, the data area of the buffer is read as much as the value read from the Rx Data length Register.
Buffer는 데이타를 읽으면 자동으로 Clear하며, Buffer를 다 읽지 않더라도 Control Register의 Rx Buffer Clear Bit를 1로 Set하면 DA, SA, C/R, Flag영역을 포함한 Data Buffer 전역을 Clear 하고, Control Register의 Rx Buffer Clear Bit는 다시 0으로 돌아간다. Clear를 하고 있는 도중에는 Clear Bit를 1로 유지한다.Buffer automatically clears when reading data. Even if the buffer is not read, setting Rx Buffer Clear Bit of Control Register to 1 clears the entire Data Buffer including DA, SA, C / R, and Flag area, and Rx of Control Register. The Buffer Clear Bit goes back to zero. Keep Clear Bit 1 while clearing.
데이타를 수신한 후에는 interrupt Register의 Rx Interrupt Flag Bit에 1을 라이트(Write)하여 Rx Interrupt를 요청한 후 데이타 수신동작을 종료한다.After receiving data, it writes 1 to Rx Interrupt Flag Bit of interrupt register, requests Rx Interrupt and terminates data receiving operation.
한편, 수신된 통신데이터를 업로드할 때에는 Destination Address(DA), Source Address(SA), Command/Response(C/R), Flag, Data영역으로 나누어 저장을 한다. 기존 프로그램과의 호환을 위하여 DA, SA, C/R, Flag, Data 순으로 메모리 Address를 설정하여 Address를 증가시킴으로써 차례로 액세스(Access)할 수 있도록 한다.On the other hand, when uploading the received communication data, it is divided into Destination Address (DA), Source Address (SA), Command / Response (C / R), Flag, and Data area. For compatibility with existing programs, memory addresses are set in the order of DA, SA, C / R, Flag, Data in order to increase the address so that they can be accessed in order.
업로드시 Rx Buffer의 어드레스변화를 표 6에 예시하였다.Table 6 shows the address change of Rx Buffer during upload.
Rx Buffer를 읽는 경우, Address를 다시 설정하지 않아도 알아서 1씩 증가하도록 한다. 예를 들어 0x0000번지를 읽는 경우, 다음에는 DSP에서 Read 명령만 계속해도 알아서 Address가 1씩 증가하여 0x0001, 0x0002와 같이 다음 Data를 전송할 수 있도록 한다. 이후 Address를 설정하는 명령이 다시 나오면, 그 Address로 포인터가 이동하고, Read 명령을 내리면 그 Address에서부터 1씩 증가하여 Data를 전송한다.In case of reading Rx Buffer, it does not need to set Address again. For example, in case of reading 0x0000, the next time the Read command is continued in the DSP, the address is incremented by 1 so that the next data can be transmitted such as 0x0001 and 0x0002. After that, when the address setting command comes out again, the pointer moves to the address, and when the Read command is issued, data is increased by 1 from the address.
그리고, Buffer가 Clear 되지 않았을 때, 또는 일부만 Clear 됐을 때에, 다시 통신 Data가 수신되면 모든 Buffer가 Clear 될 때까지 수신된 Data는 무시한다.If the data is received again when the buffer is not cleared or only partially cleared, the received data is ignored until all the buffers are cleared.
인터럽트를 발생시킨 이후, 100ms이내로 Buffer가 Clear되지 않으면 자동으로 Buffer를 Clear하고, 다음 통신데이터를 수신대기 한다If the buffer is not cleared within 100ms after the interrupt is generated, the buffer is automatically cleared and the next communication data is waited for.
이상에서 본 발명의 디지털 보호 계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical concept of the data communication method of the digital protective relay communication module of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is by way of example and not by way of limitation.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Accordingly, it is a matter of course that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. And are included in the technical scope of the present invention.
10: 데스크탑 20: 컨트롤러
100: HDLC 프로토콜 200: 공유 메모리
300: 멀티플렉서 400: 통신부
410: 직렬통신부 420: 병렬통신부
500: 인터럽트10: desktop 20: controller
100: HDLC protocol 200: shared memory
300: multiplexer 400: communication unit
410: serial communication unit 420: parallel communication unit
500: interrupt
Claims (7)
상위 모니터링 시스템과 반 이중 방식의 통신을 수행하여 데이터를 송수신하기 위한 HDLC 프로토콜;
상기 HDLC 프로토콜과 데이터를 송수신하며, 양 방향성 인터페이스를 제공하는 공유 메모리;
상기 공유 메모리와 데이터를 송수신하며, 복수의 회로 입력신호 중에서 선택된 제어신호에 의해 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어주는 멀티플렉서;
상기 멀티플렉서와 데이터를 송수신하며, 데스크탑 및 컨트롤러와 통신을 하여 데이터를 송수신하는 통신부; 및,
상기 HDLC로 수신되는 한 개의 통신 패킷에 대해서 한 번의 신호를 상기 제어부에 송신하는 인터럽트; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 통신모듈.A communication module that replaces the Z85230 communication module, which is an external HDLC communication control chipset applied to a digital protective relay, wherein the communication module comprises: a communication module;
An HDLC protocol for transmitting and receiving data by performing half duplex communication with an upper monitoring system;
A shared memory that transmits and receives data with the HDLC protocol and provides a bidirectional interface;
A multiplexer which transmits and receives data to and from the shared memory and selects one input signal from a plurality of circuit input signals and loads the input signal to an output circuit;
A communication unit for transmitting and receiving data with the multiplexer and communicating with a desktop and a controller; And
An interrupt for transmitting one signal to the controller for one communication packet received by the HDLC; Communication module for digital protection relay, characterized in that comprising a.
수신(Rx) 인터럽트 감지시 수신 데이터 길이 레지스터(Rx Data length Register)를 읽어 수신 데이타패킷의 영역의 길이를 확인하는 제 2 단계;
제 2 단계 이후 데스티네이션 어드레스(Destination Address), 소스 어드레스(Source Address), 명령/응답(Command/Response), 플래그(Flag)를 읽어오는 제 3 단계;
수신 데이터 길이 레지스터(Rx Data length Register)에서 읽은 값만큼 버퍼의 데이타 영역을 읽어오는 제 4 단계; 및,
제 4 단계 이후 인터럽트 레지스터(interrupt Register)의 수신 인터럽트 플래그 비트(Rx Interrupt Flag Bit)에 1을 라이트(Write)하여 수신 인터럽트(Rx Interrupt)를 요청한 후 데이타 수신동작을 종료하는 제 5 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법.A first step of detecting that an Rx interrupt is generated in the communication module;
A second step of checking a length of an area of a reception data packet by reading a reception data length register when a reception (Rx) interrupt is detected;
A third step of reading a destination address, a source address, a command / response, and a flag after the second step;
A fourth step of reading the data area of the buffer by the value read from the Rx Data length Register; And
A fifth step of completing a data reception operation after writing a 1 to the Rx Interrupt Flag Bit of the interrupt register to request a Rx Interrupt after the fourth step; Data communication method of a communication module for a digital protective relay, characterized in that to proceed.
제 3 단계에서, Destination Address(DA)가 셀프 어드레스 레지스터(Self Address Register)에 저장한 값과 동일할 경우에만 이후 CRC와 Flag가 나올 때까지 통신데이터를 수신하고, Self Address가 맞아서 통신데이터를 수신하면 통신모듈에서 16bits CRC를 체크하고 CRC까지 모두 맞을 때에만 Data를 Rx Buffer에 업로드 하고, Rx Interrupt Flag를 1로 Set 시키는 것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법.The method of claim 4, wherein
In the third step, only when the destination address (DA) is the same as the value stored in the Self Address Register, the communication data is received until the CRC and the flag appear later, and the communication data is received because the Self Address is correct. If the 16bits CRC is checked in the communication module, the data is uploaded to the Rx Buffer only when all the CRCs are met, and the Rx Interrupt Flag is set to 1. The data communication method of the communication module for the digital protective relay.
Flag, Address, Data, CRC, Flag로 구성되고, 상기 Address는 Destination Address(DA), Source Address(SA), Command/Response(C/R), Flag로 이루어진것을 특징으로 하는 디지털 보호 계전기용 통신모듈의 데이타 통신방법.The method of claim 4, wherein the data packet used in the communication module
Flag, Address, Data, CRC, Flag and the address is a communication module for a digital protection relay, characterized in that consisting of Destination Address (DA), Source Address (SA), Command / Response (C / R), Flag. Data communication method.
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Publications (2)
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ID=48658947
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KR1020110112518A KR101685613B1 (en) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Data communication method for Communication module of digital Protective Relay |
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- 2011-10-31 KR KR1020110112518A patent/KR101685613B1/en active IP Right Grant
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