基于dsp和fpga的控制板卡的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种控制板卡电路，尤其涉及一种基于DSP和FPGA的控制板卡电路。
【背景技术】
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[0002]近年来，随着电力电子器件的发展，开关电源技术可应用于高压电源。它通过PffM波控制开关器件的导通关闭来调节输出电压的高低，采用逆变电路来提高变压器的工作频率，大大降低了器件的体积与重量；然而在控制输出PffM波形上，当前多采用如UC3525、TL494等特定的模拟型电源芯片，这些芯片受温漂或老化现象的影响，会产生过大的控制误差，控制精度有所降低；还有采用8051或AVR单片机作为控制核心的智能数字化控制方法，这种方法克服了采用模拟芯片带来的温漂以及老化的影响，但受控制芯片工作频率限制，无法实现高频化成为影响其广泛使用的主要因素。
[0003]目前，DSP芯片以运算速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在电机控制，电力传动等领域得到了广泛应用，目前己有工作频率达IG Hz的DSP芯片，可以预计随着开关电源高频化的发展，DSP芯片必将成为控制高压电源的主流芯片。
[0004]FPGA器件具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点，它又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可适时在线检测等优点，被广泛应用于产品的原型设计和产品生产之中。
【实用新型内容】:
[0005]本实用新型为解决现有技术存在的问题，提供了一种基于DSP和FPGA的控制板卡。基于DSP和FPGA的控制板卡具有通讯速度快、数据处理能力强、运行稳定、可以控制多个全控型变换器功率单元的优点。
[0006]为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]基于DSP和FPGA的控制板卡采用核心板加扩展板的方式，核心板为DSP数字信号处理器最小系统板，扩展板为以FPGA为核心的功能扩展板。其中，所述的核心板包括DSP数字信号处理器、电源模块、复位模块、时钟模块、JTAGl下载模块、外扩RAM、外扩Flash、扩展总线模块；扩展板包括FPGA逻辑芯片、模拟数字信号采样模块、PffM输出模块、JTAG2下载模块、电源转换模块、I/O扩展模块。
[0008]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡包括RS485总线，方便与上位机通信；
[0009]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡包括RS232和CAN总线；
[0010]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡包括继电器模块；
[0011]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中电源模块分别与复位模块、时钟模块、JTAGl下载模块、外扩RAM、外扩Flash、扩展总线模块、FPGA逻辑芯片、模拟数字信号采样模块、PffM输出模块、JTAG2下载模块连接，为控制板卡供电；
[0012]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中复位模块与DSP数字信号处理器连接，为控制板卡提供上电复位和掉电复位；
[0013]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中时钟模块与DSP数字信号处理器连接，为系统提供时钟信号；
[0014]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中扩展总线模块所扩展总线包括地址总线、数据总线、CAP/EQEP信号、PffM信号、ADC、SC1、McBSP, CAN、SP1、读写片选信号、中断信号、电源信号；
[0015]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中FPGA逻辑芯片和DSP数字信号处理器、扩展总线模块连接，实现总线的逻辑控制以及I/o扩展；
[0016]特别的，所述基于DSP和FPGA的控制板卡中核心板和扩展板采用上下叠层、可分离的结构，上层为核心板，下层为扩展板，核心板背部有两列双排插针式外扩引脚接口，可以插在扩展板上的插槽中，实现层叠和分离；
[0017]本实用新型所述基于DSP和FPGA的控制板卡具有的优点和积极效果为:
[0018]1.本实用新型所述基于DSP和FPGA的控制板卡，控制板卡电路全部使用工业级的芯片组，数据处理速度较快，抗干扰能力强，运行稳定，使用范围广泛。
[0019]2.本实用新型采用可编程逻辑芯片FPGA来实现I/O扩展，具有修改方便，集成度高的特点。
[0020]3.本实用新型采用DSP芯片作为主运算处理单元，FPGA芯片作为从控制扩展单元，将DSP芯片和FPGA芯片组合使用，充分发挥了 DSP在实时和高精度运算上的优势及FPGA在逻辑功能实现、运算速度、丰富的I/O资源及配置灵活上的优势，提高系统运行的速度，增强了控制系统的可靠性。
[0021]4.本实用新型采用核心板加扩展板方式，当DSP控制芯片烧坏时，只需更换核心板即可，减少资源浪费，节省成本。
[0022]5.本实用新型体积小，集成度高，功能强大，可以方便的嵌入到控制系统中。
[0023]【附图说明】:
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述:
[0025]图1是本实用新型基于DSP和FPGA的控制板卡原理方框图；
[0026]图2是本实用新型基于DSP和FPGA的控制板卡核心板功能单元示意图；
[0027]图3是本实用新型基于DSP和FPGA的控制板卡扩展板功能单元示意图。
[0028]【具体实施方式】:
[0029]下面结合附图和具体实施实例对本实用新型作进一步的说明:
[0030]如图1、图2和图3所示，基于DSP和FPGA的控制板卡采用核心板加扩展板的方式。核心板为DSP数字信号处理器最小系统板，扩展板为以FPGA为核心的功能扩展板。其中，所述的核心板包括DSP数字信号处理器、电源模块、复位模块、时钟模块、JTAGl下载模块、外扩RAM、外扩Flash、扩展总线模块；扩展板包括FPGA逻辑单元、模拟数字信号采样模块、PffM输出模块、JTAG2下载模块、电源转换模块、I/O扩展模块。
[0031]所述的DSP数字信号处理器采用TI公司的32位定点单精度浮点高速TMS320F28335处理器，该处理器工作频率为150MHz，有3个32位的CPU定时器、16通道的12位ADC、18通道PWM、并具有SP1、SC1、McBSP及PC总线等。