采用Cyclone FPGA，實現(xiàn)智能電網(wǎng)自動化

要實現(xiàn)對新的或者更新后的智能電網(wǎng)的最優(yōu)控制，需要端到端通信和高效的供電網(wǎng)絡，特別是傳輸和分配（TD）子站。為能夠支持自動化，設備應具有監(jiān)視和控制功能，確保能夠?qū)崟r高效的管理電網(wǎng)，滿足峰值負載要求。Altera FPGA技術在復雜智能電網(wǎng)輔助支持系統(tǒng)中扮演了關鍵角色。

　　典型子站自動化體系結構如下圖所示：

　　
圖1.典型子站自動化體系結構

　　在子站和公用設施自動化應用中，以太網(wǎng)承載IEC 61850的IEC 62439-3 Clause 4并行冗余協(xié)議（PRP）和Clause 5高可用性無縫冗余（HSR）標準很快成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中高可用性網(wǎng)絡的基礎。設計人員在處理必須實時支持關鍵任務系統(tǒng)并具有較長生命周期的子站設備時，面臨很大的挑戰(zhàn)，應滿足可靠性、可更新和可互換功能要求。

　　冗余網(wǎng)絡中的實時交換要求非常適合由FPGA來滿足實現(xiàn)。我們的低成本Cyclone? V FPGA和Cyclone V SoC支持PRP/HSR冗余以及不斷發(fā)展的PRP/HSR標準，滿足了千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的性能要求。

　　FPGA中的無阻塞PRP/HSR以太網(wǎng)交換

　　為方便您實現(xiàn)智能電網(wǎng)設計，我們與業(yè)界領先的網(wǎng)絡設備和知識產(chǎn)權（IP）供應商Flexibilis進行了合作，采用千兆交換功能—— Flexibilis的冗余交換（FRS），同時支持了PRP和HSR協(xié)議標準。我們的FPGA與FRS IP相結合，為您開發(fā)PRP/HSR交換功能提供了簡單方便的高性價比方法：

　　沒有許可協(xié)商

　　沒有前端許可成本

　　沒有單片版稅報告

　　
　圖2.Flexibilis的Cyclone V FPGA和Cyclone V SoC冗余交換

　　FRS IP的關鍵特性：

　　在我們的Cyclone IV、Cyclone V和Cyclone V SoC器件上可靈活的實現(xiàn)3到8個端口

　　所有端口全雙工1000 Mbps （GMII1）和10/100 Mbps （MII2）

　　線速數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

　　無阻塞工作

　　通過數(shù)據(jù)完整性檢查實現(xiàn)可靠的存儲轉(zhuǎn)發(fā)操作

　　HSR冗余盒（RedBox）、HSR端節(jié)點以及HSR四倍端口器件（QuadBox）；PRP RedBox和PRP的雙路附加節(jié)點（DANP）。

　　符合IEEE 1588精確時間協(xié)議（PTP）透明時鐘要求