基于DSP＋单片机的FTU硬件系统设计.pdf

2O13年第16期总第136期 S_LIC0N VALLEY 基于DSP+单片机的FTu硬件系统设计 朱静杰 。赵延帅 (山东科技大学 ，山东青岛 266590) 摘 要 介绍基于DSPTMS320F2812和单片机c8051F040双处理器架构的FTU设计方法 ，并给出了硬件系统各模块的 设计方案 。 关键词 DSP；单片机 ；FTU；硬件设计 中图分类号 ：TP3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671-7597(2013)16—0069—02 馈线终端单元 (FeederTerminalUnit，FTU)是实施馈线 数据 。 自动化建设必不可少的核心设备 ，能够实现馈线开关状态的在 8)人机接 口模块 ：主要包括键盘输入和液晶显示。 线监视、馈线数据采集与处理、快速故障定位、事故隔离与恢 1．1处理器模块间的通信设计 复供电、网络通信等功能 ，对于提高供 电可靠性及配电网自动 TMS320F2812数字信号处理器是 32位定点DSP控制器 ，采 化水平起着至关重要的作用 。 用哈弗结构 ，配有专用的硬件乘法一累加器 ，采用多总线、流 FTU需要采集、处理的数据包括电压、电流、有功功率、无 水线结构 ，支持并行指令操作 ，频率高达 150MHz，6．6ns的指 功功率、频率、谐波分量等 ，还要与上级主站进行频繁的数据 令周期 ，每秒可以执行 150M条指令 。C8051F040是一款高集成 通信 ，包括向主站上传数据信息、接收主站发送 的命令等 ，运 度的单片机 ，高速、流水线结构的8051兼容的CIP一51内核 (可 算量大、算法复杂且实时性要求高。在 以传统单片机为中央处 达25MIPS)，具有64个数字 I／O引脚 ，硬件实现的SPI、SMBus／ 理器的FTU中，对于大量数据的运算处理往往达不到实时性要求， 12C和两个UART串行接 口，片内还集成了一个CAN2．OB控制器。 同时 占用系统资源较多 ，影响FTU的整体性能 ；在 以DSP为中 SPI(SerialParalle1Interface)总线是摩托罗拉公司 央处理器的FTU中，虽然数据处理能力有了较大的提高 ，但是 提 出的一种 同步串行外设接 口协议总线 ，本系统利用它实现了 仅仅依靠一片DSP同时进行大量的数据运算、频繁的网络通信 DSP和单片机之间的通信 ，其通信电路如 图2所示。SPI通过一 以及开关状态的实时监测等 ，处理器负担过重 ，事件处理周期 根时钟引线将 DSP和单片机 同步，可 以直接将等待传送的信息 也会大大延长 ，影响FTU的实时性能。