基于FPGA嵌入式系統(tǒng)的中斷機(jī)制研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)電力電網(wǎng)系統(tǒng)的高速發(fā)展，電力用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。及時(shí)分析掌握電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平，找出影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的因素，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重要意義。隨著數(shù)字化及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，需要有新的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，其中電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集和處理技術(shù)是最為關(guān)鍵的部分。
　　 本文以電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)為背景，提出了一種基于FPGA中斷機(jī)制的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。論文分別從硬件和軟件兩方面入手

2、，闡述了基于實(shí)驗(yàn)室研制的高精度數(shù)據(jù)采集卡和FPGA開(kāi)發(fā)板的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法，以及基于PowerPC的嵌入式Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
　　 硬件方面，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可分為8通道高速數(shù)據(jù)采集電路和FPGA硬件電路兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以MAX1320高精度A/D轉(zhuǎn)換器為核心，輔以信號(hào)調(diào)理和抗混疊濾波電路，并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集頻率可調(diào)整的控制器IP核對(duì)采集芯片進(jìn)行邏輯控制和數(shù)據(jù)傳輸，將A/D轉(zhuǎn)換器

3、采集的數(shù)據(jù)存入FIFO。采集半個(gè)周期的數(shù)據(jù)之后FIFO發(fā)出Half_Full信號(hào)請(qǐng)求中斷，由中斷控制器發(fā)送中斷請(qǐng)求至CPU，處理器接收到中斷后調(diào)用Linux驅(qū)動(dòng)程序的中斷處理函數(shù)對(duì)FIFO的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，送入應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　 軟件方面，詳細(xì)分析了Linux中斷機(jī)制，同時(shí)為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能，設(shè)計(jì)移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)程序以及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。應(yīng)