专利名称：高速多处理器同步采样设备及其采样方法
技术领域：
本发明涉及一种电子设备，尤其涉及一种应用于电力自动化领域的信号处理设备，特别是高速多处理器同步采样设备及其采样方法。
背景技术：
现有技术中，电力自动化设备所广泛采用的数字信号采样技术主要有单CPU(CPU)同步采样和多处理器非同步采样两种方法。单CPU同步采样技术通常由单CPU配合模/数转换器件完成对模拟量的采集和处理，可实现多路数据的同步采样。为提高处理能力，通常采用DSP对数字配合CPU处理数字信号。尽管如此由于单CPU的处理能力有限，此技术始终无法解决采样速度和被采集信号通道数之间的矛盾，当所需同步采样的数据通道数增加时，不得不牺牲采样速度降低采样频率，最终导致分辨率降低；多处理器非同步采样技术采用多处理器处理多路信号，这一技术在电力系统的典型应用就是分布式智能终端设备，它解决了单CPU处理能力不足的缺点，但由于信号之间无法同步。在分析电力系统故障时，需要多路信号按时序对比。此技术的不足非常明显。尽管采用GPS对时手段，由于不同装置间在软件硬件上的差异，只能实现准同步。无法真正实现每一采样点、采样间隔完全同步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中，电力自动化设备所广泛采用的数字信号采样技术主要有单CPU同步采样和多处理器非同步采样两种方法。但由于单CPU同步采样技术处理能力有限，此技术始终无法解决采样速度和被采集信号通道数之间的矛盾，当所需同步采样的数据通道数增加时，不得不牺牲采样速度降低采样频率，最终导致分辨率降低；而多处理器非同步采样技术解决了单CPU处理能力不足的缺点，但由于信号之间无法同步。在分析电力系统故障时，需要多路信号按时序对比。此技术的不足非常明显。尽管采用GPS对时手段，由于不同装置间在软件硬件上的差异，只能实现准同步。无法真正实现每一采样点、采样间隔完全同步。本发明为解决已有技术中的上述技术问题所采用的技术方案是提供高速多处理器同步采样设备及其采样方法，所述的这种高速多处理器同步采样设备由至少二个采集单元构成，其中，所述的采集单元之间通过同步总线相连，且通过所述的同步总线进行同步，任意一个所述的采集单元均与其余采集单元相同，任意一个所述的采集单元均由CPU，DSP和A/D转换器构成，所述的CPU连接有双口RAM，所述的双口RAM与所述的DSP连接，所述的DSP与所述的A/D转换器连接，所述的A/D转换器连接有多路开关，所述的多路开关连接有信号隔离滤波放大处理电路，所述的信号隔离滤波放大处理电路输入外部信号。本发明的高速多处理器同步采样设备所采用的采样方法是将任意一个所述的采集单元设置成主采样单元，其余的采集单元设置成从采样单元，主采样单元定时向同步总线输出采样脉冲，采样脉冲通过总线驱动所有采样单元进行同步采样，进一步的，采样周期可通过对主采样单元编程来进行调整，这样就使得所有采样单元使用同一采样脉冲，从而确保各采集单元间同步采样，具体的，所述的CPU采用80c386，所述的DSP采用TI320F206，所述的CPU连接有数据存贮器，所述的CPU连接有程序存贮器，所述的CPU连接有外围扩展驱动接口。
本发明与已有技术相对照，效果是积极且明显的。本发明高速多处理器同步采样设备及其采样方法解决了多路数字信号高速采样点与采样间隔完全同步问题，使用本发明可完全实现电力系统厂站内所有交流量、开关量的高速同步采集，采样频率最高可达10KHz，各采样通道间采样误差小于1us。
本发明的目的、特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图1是本发明高速多处理器同步采样设备及其采样方法的一个优选实施例的示意图。
图2是本发明高速多处理器同步采样设备及其采样方法的一个优选实施例的采集单元的功能模块示意图。
具体实施例方式如图1和图2所示，本发明高速多处理器同步采样设备及其采样方法，所述的高速多处理器同步采样设备及其采样方法由至少二个采集单元1构成，其特征在于所述的采集单元1间通过同步总线2相连且通过所述的同步总线2进行同步，所述的每个采集单元1完全相同，工作时，将其中一个所述的采集单元1设置成主采样单元，其余所述的采集单元设置成从采样单元，主采样单元定时向同步总线2输出采样脉冲，采用脉冲通过所述的同步总线2驱动所有采样单元1进行同步采样，采样周期可由对主采样单元编程进行调整，这样就使得所有采样单元1使用同一采样脉冲，从而确保各采集单元间同步采样，每个所述的采集单元1由CPU3，DSP4和A/D转换器5构成，所述的CPU3连接设置有双口RAM6，所述的双口RAM6连接设置有所述的DSP4，所述的DSP4连接设置有所述的A/D转换器5，所述的A/D转换器5连接设置有多路开关7，所述的多路开关7连接设置有信号隔离滤波放大处理电路8，所述的信号隔离滤波放大处理电路8用于输入外部的信号，具体的，所述的CPU采用80c386，所述的DSP采用TI320F206，所述的CPU连接设置有数据存贮器10，所述的CPU连接设置有程序存贮器9，所述的CPU连接设置有外围扩展驱动接口11。所述的A/D转换器5、多路开关7和所述的信号隔离滤波放大处理电路8属于电子领域公知技术。
权利要求
1，一种高速多处理器同步采样设备，由至少两个采集单元构成，其特征在于所述的采集单元之间通过同步总线相连，且通过所述的同步总线进行同步，任意一个所述的采集单元均与其余采集单元相同，任意一个所述的采集单元均由CPU，DSP和A/D转换器构成，所述的CPU连接有双口RAM，所述的双口RAM与所述的DSP连接，所述的DSP与所述的A/D转换器连接，所述的A/D转换器连接有多路开关，所述的多路开关连接有信号隔离滤波放大处理电路，所述的信号隔离滤波放大处理电路输入外部信号。
2，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备，其特征在于所述的CPU采用80c386。
3，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备，其特征在于所述的DSP采用TI320F206。
4，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备，其特征在于所述的CPU连接有数据存贮器。
5，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备，其特征在于所述的CPU连接有程序存贮器。
6，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备，其特征在于所述的CPU连接有外围扩展驱动接口。
7，如权利要求1所述的高速多处理器同步采样设备使用的采样方法，其特征在于所述的采集单元之间通过同步总线进行同步，其中一个采集单元设置成主采样单元，其余的采集单元设置成从采样单元，主采样单元定时向同步总线输出采样脉冲，采样脉冲通过总线驱动其余采样单元进行同步采样。
8，如权利要求7所述的高速多处理器同步采样设备使用的采样方法，其特征在于通过对主采样单元的程序进行调整以控制采样周期。
全文摘要
高速多处理器同步采样设备，由至少二个采集单元构成，其特征在于所述的采集单元之间通过同步总线进行同步，工作时，主采样单元定时向同步总线输出采样脉冲，采用脉冲通过总线驱动所有采样单元进行同步采样，从而确保各采集单元间同步采样，每个所述的采集单元由CPU，DSP和A/D转换器构成。
文档编号G06F13/42GK1538312SQ03116439
公开日2004年10月20日 申请日期2003年4月16日 优先权日2003年4月16日
发明者孙国城, 徐晨亮 申请人:上海南瑞实业有限公司