一种任意码率ft3帧的动态自适应解码装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，包括滤波模块、动态自适应模块、UART解码模块、MCST解码模块、串并转换/封装模块以及FIFO模块。该装置能够自动判别接收的FT3帧的编码方式是曼彻斯特码还是异步串行码，并且可以识别一定范围内的所有传输速率，从而给FT3报文的接收带来极大的方便。本发明的任意码率FT3帧的动态自适应解码装置还能够应用于智能变电站测试设备，从而对发送设备所发串行码的速率及类型进行识别反馈，使得相关测试工作更加智能化，更加便捷。
【专利说明】一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种解码装置，具体涉及智能电网【技术领域】采用FT3帧作为链路层协议的设备的动态自适应解码装置。
【背景技术】
[0002]FT3是IEC60044-8标准规定的帧传输格式，它是由国际电工委员会(IEC)制定出的电子式电流/电压互感器标准，FT3在智能变电站中的应用非常广泛，体现在电子式互感器与合并单元MU之间的交互，MU保护、测控之间的交互，以及合并单元域之间的级联。
[0003]目前，IEC60044-8标准规定FT3链路层采用串行曼彻斯特码进行编码，传输比特速率分为5M和2.5M ;而根据《DL/T282-2012合并单元技术条件》规定的关于电子式电流/电压互感器物理层编码协议，ECT/EVT与MU之间可采用同步和异步两种方式的串行码，异步方式即异步串行码(UART)，传输比特速率分别为8M、6M、4M和2M;同步方式即曼彻斯特码，传输比特率和IEC60044-8标准相同，分别为5M和2.5M。最后，不同的厂家还有其自定义的各种速率类型。如果这两种码类型及相应的速率仅通过配置来实现其接收，那么必须要对照发送端设备的配置情况来匹配接收端的配置，很多时候，这是一件很麻烦的事情，而且不同厂家的设备对相同的配置很可能存在不同的描述，这就使得接收端的配置工作变得更加繁琐。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明针提出一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，该装置能动态自适应编码方式、编码速率和极性，使接收设备无差别地完成解码，从而能够显著降低设备互联复杂度，减少差错几率，降低维护成本。
[0005]本发明提供的一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，包括滤波模块、动态自适应模块、UART解码模块、MCST解码模块、串并转换/封装模块以及FIFO模块，其中，
[0006]所述滤波模块，用于对FT3码流进行滤波处理，并将经滤波处理后的FT3码流发送给所述动态自适应模块；
[0007]所述动态自适应模块，用于动态判断经滤波处理后的FT3码流的编码方式和编码速率，并根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的有效值采样点、波特率、解码方式；并根据解码方式将所述FT3码流发送至相应的解码模块；
[0008]所述UART解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行UART解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块；
[0009]所述MCST解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行MCST解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块；
[0010]所述串并转换/封装模块，用于将来自所述UART解码模块或所述MCST解码模块的FT3码流转换成并行数据，并将所述并行数据封装成数据包，以及在封装后发送给所述FIFO模块；[0011]所述FIFO模块，用于缓存所述串并转换/封装模块发送的数据包，以供后级处理模块读取。
[0012]所述动态自适应模块基于所述FT3码流的空闲期特征判断其编码方式。
[0013]所述动态自适应模块基于所述FT3码流的有效数据传输期的特征判断其编码速率。
[0014]所述动态自适应模块在判断期内检测FT3码流的沿间隔，若检测到的所有沿间隔的宽度都等于设定沿宽，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若检测到窄于设定沿宽的沿间隔，则确定窄于设定沿宽的沿间隔的个数，若个数大于阈值，则设置当前编码速率为所述窄于设定沿宽的沿间隔所对应的编码速率；若个数小于阈值，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若不能够检测到窄于或等于设定沿宽的沿间隔，则重新设置设定沿宽并进行编码速率判断。
[0015]所述动态自适应模块根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的两个有效值采样点。
[0016]所述UART解码模块在检测到FT3码流的起始条件后，对所述FT3码流的偶校验位进行校验，确定所述FT3码流的极性。
[0017]所述UART解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并将所述两个解码采样点作为最终解码值。
[0018]所述MCST解码模块根据接收到的FT3码流的前导码确定所述FT3码流的极性。
[0019]所述MCST解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并根据码流极性选取所述两个解码采样点中的一个作为最终解码值
[0020]综上所述，本发明提出了一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，该装置能够自动判别接收的FT3帧的编码方式是曼彻斯特码还是异步串行码，并且可以识别一定范围内的所有传输速率，从而给FT3报文的接收带来极大的方便。本发明的任意码率FT3帧的动态自适应解码装置还能够应用于智能变电站测试设备，从而对发送设备所发串行码的速率及类型进行识别反馈，使得相关测试工作更加智能化，更加便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明一实施例给出的一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置的结构示意图；
[0022]图2为基于图1实施例装置的动态自适应模块的工作流程图；
[0023]图3为基于图1实施例装置的动态自适应模块的码率判断示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行进一步的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0025]图1为本发明一实施例给出的一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置的结构示意图。如图1所示，所述一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置包括滤波模块、动态自适应模块、UART解码模块、MCST解码模块、串并转换/封装模块以及FIFO模块，其中，
[0026]所述滤波模块，用于对FT3码流进行滤波处理，并将经滤波处理后的FT3码流发送给所述动态自适应模块；
[0027]所述动态自适应模块，用于动态判断经滤波处理后的FT3码流的编码方式和编码速率，并根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的有效值采样点、波特率、解码方式；并根据解码方式将所述FT3码流发送至相应的解码模块；
[0028]由于，UART编码方式与MCST编码方式的一个显著区别在于空闲期的特征，前者保持高电平，而后者则周期性地在0、1间跳变。另外，在有效数据传输期，MCST编码的信号在同一电平保持的最长时间为2T，T为曼彻斯特码周期。据此，通过比较高电平持续时长即可判断输入FT3帧的编码方式。因此，所述动态自适应模块可以基于所述FT3码流的空闲期特征判断其编码方式，也可以基于所述FT3码流的有效数据传输期的特征判断其编码速率。
[0029]如图2所示，所述动态自适应模块在判断期内检测FT3码流的沿间隔，若检测到的所有沿间隔的宽度都等于设定沿宽，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若检测到窄于设定沿宽的沿间隔，则确定窄于设定沿宽的沿间隔的个数，若个数大于阈值，则设置当前编码速率为所述窄于设定沿宽的沿间隔所对应的编码速率；若个数小于阈值，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若不能够检测到窄于或等于设定沿宽的沿间隔，则重新设置设定沿宽并进行编码速率判断。
[0030]如图3所不,所述动态自适应模块根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的两个有效值采样点。
[0031]所述UART解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行UART解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块；
[0032]具体地，所述UART解码模块在检测到FT3码流的起始条件后，对所述FT3码流的偶校验位进行校验，确定所述FT3码流的极性。UART极性是根据其偶校验的正确性来判定的，每次检测到UART码起始条件后，就对之后位置上的偶校验位进行校验，如果错误，就翻转输入码流极性，再次进行相同的动作，直到之后的码都解正确为止。
[0033]所述UART解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并将所述两个解码采样点作为最终解码值。
[0034]所述MCST解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行MCST解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块；
[0035]具体地，所述MCST解码模块根据接收到的FT3码流的前导码确定所述FT3码流的极性。而曼彻斯特码则根据FT3帧的前导码0x0564进行极性判断，如果检测到与其极性相反的前导码，则判定为负极性，翻转输入码极性，否则判定为正，继续正常解码。
[0036]所述MCST解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并根据码流极性选取所述两个解码采样点中的一个作为最终解码值。
[0037]所述串并转换/封装模块，用于将来自所述UART解码模块或所述MCST解码模块的FT3码流转换成并行数据，并将所述并行数据封装成数据包，以及在封装后发送给所述FIFO模块；FT3码流经过解码后，即成为NRZ码，再交由串并转换/封装模块转换成为并行的数据包，存入中间的临时缓存模块，待整个FT3数据包接收完毕并且确认无误后，将临时缓存中的数据包按照所属产品所需的数据包格式进行封装，然后放入缓存FIFO模块以备后级处理模块读取。
[0038]所述FIFO模块，用于缓存所述串并转换/封装模块发送的数据包，以供后级处理模块读取。
[0039]综上所述，本发明提出的一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，具有如下优势:
[0040]1、能够自适应IEC60044-8标准及《DL/T282-2012合并单元技术条件》规定的关于电子式电流/电压互感器物理层编码协议:异步串行码UART(异步方式)和曼彻斯特码MCST (同步方式)；
[0041]2、与传统仅针对某几个传输速率的自适应机制不同，本发明可自适应UART编码方式下，码率在2MHZ?40MHZ之间任意速率的FT3帧；以及MCST编码方式下，码率在
2.5MHZ?20MHZ之间任意速率的FT3帧，这极大的提高了本发明的适应性及实用性；
[0042]3、动态自适应:采用FT3帧作为链路层协议的设备在互联时，如果物理层编码方式或编码速率发生改变(光纤插拔、设备更换、在线配置等)，传统设备将无法工作，而本发明只需码流稳定后即可恢复正常解码，且无需重启设备；
[0043]4、自适应码流极性，降低其对硬件波形处理的要求。
[0044]5、自适应多类型FT3帧:IEC60044-8定义的FT3通用帧、Q/GDW441-2010定义的FT3扩展帧、《DL/T282-2012合并单元技术条件》定义的4类FT3帧以及自定义FT3帧；
[0045]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种任意码率FT3帧的动态自适应解码装置，其特征在于，所述动态自适应解码装置包括滤波模块、动态自适应模块、UART解码模块、MCST解码模块、串并转换/封装模块以及FIFO模块，其中， 所述滤波模块，用于对FT3码流进行滤波处理，并将经滤波处理后的FT3码流发送给所述动态自适应模块； 所述动态自适应模块，用于动态判断经滤波处理后的FT3码流的编码方式和编码速率，并根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的有效值采样点、波特率、解码方式；并根据解码方式将所述FT3码流发送至相应的解码模块； 所述UART解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行UART解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块； 所述MCST解码模块，用于接收所述动态自适应模块发送的FT3码流，并对其进行MCST解码，并将解码后的FT3码流发送给所述串并转换/封装模块； 所述串并转换/封装模块，用于将来自所述UART解码模块或所述MCST解码模块的FT3码流转换成并行数据，并将所述并行数据封装成数据包，以及在封装后发送给所述FIFO模块； 所述FIFO模块，用于缓存所述串并转换/封装模块发送的数据包，以供后级处理模块读取。
2.根据权利要求1所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述动态自适应模炔基于所述FT3码流的空闲期特征判断其编码方式。
3.根据权利要求1所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述动态自适应模炔基于所述FT3码流的有效数据传输期的特征判断其编码速率。`
4.根据权利要求1所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述动态自适应模块在判断期内检测FT3码流的沿间隔，若检测到的所有沿间隔的宽度都等于设定沿宽，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若检测到窄于设定沿宽的沿间隔，则确定窄于设定沿宽的沿间隔的个数，若个数大于阈值，则设置当前编码速率为所述窄于设定沿宽的沿间隔所对应的编码速率；若个数小于阈值，则设置当前编码速率为所述设定沿宽所对应的编码速率；若不能够检测到窄于或等于设定沿宽的沿间隔，则重新设置设定沿宽并进行编码速率判断。
5.根据权利要求1所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述动态自适应模块根据所述编码方式和编码速率确定所述FT3码流的两个有效值采样点。
6.根据权利要求5所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述UART解码模块在检测到FT3码流的起始条件后，对所述FT3码流的偶校验位进行校验，确定所述FT3码流的极性。
7.根据权利要求6所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述UART解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并将所述两个解码采样点作为最终解码值。
8.根据权利要求5所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述MCST解码模块根据接收到的FT3码流的前导码确定所述FT3码流的极性。
9.根据权利要求8所述的动态自适应解码装置，其特征在于，所述MCST解码模块根据所述两个有效采样值点确定两个固定采样周期，并在所述固定采样周期对FT3码流进行采样得到两个解码采样点，并根据码流极性选取所述两个解码采样点中的一个作为最终解码值。·
【文档编号】H04L1/00GK103595505SQ201310554318
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】邓佳梁, 兰翔, 邓政, 袁成伟 申请人:武汉中元华电科技股份有限公司