集成EPON和无线LTE230的soc芯片的制作方法

文档序号:11663525阅读:1606来源:国知局

本实用新型涉及配电网终端应用技术领域,是一种集成EPON和无线LTE230的soc芯片。



背景技术:

当前,在配电网主干线路的三遥终端及环网柜信息传输基本都采用光纤通信方式,而二遥终端则大量采用无线公网通信方式,无线公网主要采用租用运营商GPRS信道方式,伴随着国网配网自动化建设力度的不断加大,无线公网安全性差、可靠性弱、需要向运营商支付高昂费用等缺点逐步暴露,因此在FTU中采用EPON有线通信网络末端节点融合无线专网的方案应用而生,因此提出一种集成EPON及无线LTE230的SOC芯片。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种集成EPON和无线LTE230的soc芯片,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有的一个芯片不能同时实现EPON和无线LTE230两种电力专网通信方式的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种集成EPON和无线LTE230的soc芯片,包括控制单元、存储单元、双层总线、接口单元和时钟及复位单元,所述控制单元包括中央处理模块和数字信号处理模块,中央处理模块与数字信号处理模块通过双层总线通信连接,存储单元分别与双层总线的每一层通信连接,接口单元分别与中央处理模块和数字信号处理模块通信连接,时钟及复位单元与中央处理模块通信连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:

上述还包括PWM0/1单元、中频处理单元和射频单元,所述数字信号处理模块分别与PWM0/1单元和中频处理单元通信连接,中频处理单元与射频单元通信连接。

上述还包括共享存储器、DMA和Mailbox,所述共享存储器、DMA和Mailbox电连接在双层总线上。

上述双层总线为双层Amba总线。

上述接口单元包括三组SPI接口、两组UART接口、一组I2C接口、两组GPIO接口、一组RS485接口、一组GMII/MII接口,所述两组SPI接口与数字信号处理模块电连接,一组SPI接口与中央处理模块电连接,两组UART接口分别与中央处理模块和数字信号处理模块电连接,I2C接口与中央处理模块电连接,两组GPIO接口分别与中央处理模块和数字信号处理模块电连接,RS485接口与中央处理模块电连接,GMII/MII接口与中央处理模块电连接。

上述接口单元还包括一组JTAG接口和一组serdes接口,所述JTAG接口与数字信号处理模块电连接,serdes接口与中央处理模块电连接。

本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,通过中央处理模块和数字信号处理模块通过双层Amba总线集成双核系统,并且中央处理模块与数字信号处理模块之间通过连接在双层总线上的共享存储器、DMA和Mailbox进行通信,中央处理模块主要完成和无线专网进行数据交换、协议分析、运行维护管理,运行操作系统;数字信号处理模块主要完成电力230Mhz无线专网中射频电路和用户业务数据之间的桥接、汇聚,实现230M专网通信中载波聚合、干扰协调等关键技术,从而完成了EPON光通信协议和LTE230电力无线通信的集成,有效的支持了一张从主站到终端节点完整的电力通信专网的形成,增强了配电网通信的安全和可靠性。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的原理结构示意图。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:

如附图1所示,该集成EPON和无线LTE230的soc芯片,包括控制单元、存储单元、双层总线、接口单元和时钟及复位单元,所述控制单元包括中央处理模块和数字信号处理模块,中央处理模块与数字信号处理模块通过双层总线通信连接,存储单元分别与双层总线的每一层通信连接,接口单元分别与中央处理模块和数字信号处理模块通信连接,时钟及复位单元与中央处理模块通信连接。

这里,本实用新型把EPON光通信协议和LTE230电力无线通信集成在一个芯片上,主要通过由中央处理模块和数字信号处理模块组合的双核系统完成,其中中央处理模块为中央处理器CPU,型号可以是ARM Cortex A9,主要完成和无线专网进行数据交换、协议分析、运行维护管理,运行操作系统等操作;数字信号处理模块为数字信号处理器DSP,型号可以是CEVA-X1643,主要完成电力230MHz无线专网中射频电路和用户业务数据之间的桥接、汇聚,实现230M专网通信中载波聚合、干扰协调等关键技术;中央处理模块和数字信号处理模块通过双层总线进行集成;通信连接在中央处理模块和数字信号处理模块上的接口单元,用于完成数据的转发、提取、输入及输出。时钟及复位单元为现有公知技术,包括时钟电路和复位电路,时钟电路主要用于配合外部晶体实现振荡的电路,对单片机进行驱动,复位电路主要用来进行清零及恢复初始状态。

本实用新型通过中央处理模块和数字信号处理模块组合的双核系统完成了EPON光通信协议和LTE230电力无线通信的集成,有效支持了一张从主站到终端节点完整的电力通信专网的形成,从而增强了配电网通信的安全和可靠性。·

本实用新型的数字信号处理模块及相应存储及接口,还能完成MPCP协议处理、ONU注册、MAC层到EPON物理层逻辑处理、LLID过滤、物理层数据的检错与纠错等功能。

可根据实际需要,对上述集成EPON和无线LTE230的soc芯片作进一步优化或/和改进:

如附图1所示,还包括PWM0/1单元、中频处理单元和射频单元,所述数字信号处理模块分别与PWM0/1单元和中频处理单元通信连接,中频处理单元与射频单元通信连接。

这里,PWM0/1单元是一个定时计数单元,主要用于与外部设备进行同步时定时计数。中频处理单元是一个用于底层即物理层的用语言编写的单元,射频单元即RF射频接口用来完成输入/输出数据的串并/并串转换,外接射频芯片完成无线通信;中频处理单元与射频单元共同用来完成LTE230电力无线通信基带部分的上行通路、下行通路、数据链路的上下行控制,RF interface接口时序。

如附图1所示,还包括共享存储器、DMA和Mailbox,所述共享存储器、DMA和Mailbox电连接在双层总线上。

这里,中央处理模块和数字信号处理模块通过共享存储器、DMA和Mailbox进行处理模块间的通信;共享存储器为现有公知技术,即Share-memory,通过共享存储器,中央处理模块可以配置数字信号处理模块要运行的程序,或者与数字信号处理模块的交换数据。中央处理模块和数字信号处理模块之间通过信号量来保证进程同步,在通信开始之前,在共享存储器中定义若干信号量,中央处理模块读这些信号量来确定是否有共享存储器可用,当有共享存储器可用时,中央处理模块在共享存储器中写入数据,然后更新信号量;数字信号处理模块端测试信号量,以确定是否有数据被写入,如果有数据被写入,则读走这些数据,并更新信号量。DMA为现有公知技术,能够在两个存储设备之间搬运数据,并且在搬运过程中不需要处理器的干预;采用DMA通信方式,可以有效减少数据通信过程中占用处理器的时间,提高系统性能。Mailbox即信箱,为现有公知技术,在Mailbox中包含中央处理模块和数字信号处理模块共享的数据寄存器组合各自私有的控制/状态寄存器,也用于中央处理模块和数字信号处理模块间的通信。

如附图1所示,所述双层总线为双层Amba总线。

这里,Amba总线为现有公知技术,Amba总线能满足中央处理模块和数字信号处理模块即CPU和DSP之间的快速开发需求,并且增加了处理器的独立性,减少了对底层硅的要求,使片外的使用和测试通信更加有效。

如附图1所示,所述接口单元包括三组SPI接口、两组UART接口、一组I2C接口、两组GPIO接口、一组RS485接口、一组GMII/MII接口,所述两组SPI接口与数字信号处理模块电连接,一组SPI接口与中央处理模块电连接,两组UART接口分别与中央处理模块和数字信号处理模块电连接,I2C接口与中央处理模块电连接,两组GPIO接口分别与中央处理模块和数字信号处理模块电连接,RS485接口与中央处理模块电连接,GMII/MII接口与中央处理模块电连接。

这里,SPI接口是一种同步串行外设接口,它能使芯片与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息;UART接口是一种通用串行数据总线,是主要用于调试的接口;I2C接口用于连接微控制器及其外围设备;GPIO接口能通过软件分别配置成输入或输出接口;RS485接口主要完成电力数据到以太网数据的协议转换,RS485接口收到的电力数据进行以太网包格式封装并转发,对发往RS485接口的以太网数据包进行解析和电力数据的提取,然后把电力数据通过RS485接口发送出去;GMII/MII接口能集成一个10/100 BASE-TX快速以太网收发器,并且全面兼容10/100BASE-TX以太网标准。

如附图1所示,所述接口单元还包括一组JTAG接口和一组serdes接口,所述JTAG接口与数字信号处理模块电连接,serdes接口与中央处理模块电连接。

这里,JTAG接口是一种标准的通讯口,用来传输调试信息,并配合专用的设备(仿真器)与上位机进行通讯交换数据,若在芯片内有专门的硬件部分与JTAG接口配合,可以让上位机通过JTAG接口下载程序、控制芯片动作、调试程序、读出或设置芯片内寄存器、相关存储器、外设等。serdes接口主要完成输入/输出数据的串并/并串转换,并根据输入数据,完成时钟恢复功能,外接PON口。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

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