一种基于fpga的便携式网络交换时延测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种基于FPGA的便携式网络交换时延测量装置。
【背景技术】
[0002]随着电网智能化程度的日益提高，变电站正朝着智能化转型，传统的变电站内通信方式采用点到点的直连方式。这种方式较为可靠，但接线较复杂、施工较难、成本高，浪费了大量电缆或光缆且站内信息不能共享。根据智能变电站全站信息数字化、通信平台网络化和信息平台共享化的要求。利用以太网技术是目前工业控制领域较为成熟可行的技术。现有智能变电站采用两层网络通信架构，即过程层网络和间隔层网络。过程层网络连接间隔层设备和过程层设备，间隔层网络连接站控层设备和间隔层设备。继电保护的网络化，即网采网跳可以实现网络信息的共享，并且大大简化光线接线，提高调试效率，节约建设成本。
[0003]但由于以太网技术本身的特点，导致端到端的数据时延具有不确定性，主要受到网络负荷、业务优先级、传输路径、接口速率等因素影响，其中的很多因素都是不可预测的，所以要实现通信的网络化，还需充分考虑数据在网络中的传输时延问题。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供的一种基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置，解决了智能变电站中数据时延不可直接观测及分析的缺陷。
[0005]本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]一种基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置，包括:第一光/电端口、第一物理接口收发器、两个时标处理模块、处理器模块、人机界面模块、本地时钟模块、电源模块、第二物理接口收发器和第二光/电端口 ；其中，所述第一光/电端口和第二光/电端口分别与第一物理接口收发器和第二物理接口收发器双向相连；所述第一物理接口收发器和第二物理接口收发器通过RMII总线分别与一个所述时标处理模块双向连接；所述处理器模块通过数据总线和/或RMII总线分别与两个所述时标处理模块双向连接，并与所述人机界面模块双向连接；所述本地时钟模块分别与两个时标处理模块及处理器模块单向连接。
[0007]优选的，所述第一物理接口收发器通过第一光/电端口接收所述时标处理模块的数据业务流信息；
[0008]所述第二物理接口收发器通过第二光/电端口发送所述时标处理模块的数据业务流信息。
[0009]进一步地，所述时标处理模块包括协议解析单元、数据处理单元和时延测量单元；所述协议解析单元分别与数据处理单元和时延测量单元双向连接。
[0010]优选的，所述处理器模块用于控制整个装置，接收所述时标处理模块发送的测量和分析结果，并以图形及表格的形式发送至所述人机界面模块；同时与一个存储器双向连接，将处理信息存储到存储器中或从存储器提取存储的信息。
[0011]进一步地，所述人机界面模块用于显示装置的测量和分析结果。
[0012]优选的，所述本地时钟模块为第一物理接口收发器和第二物理接口收发器提供125M时钟；为所述时标处理模块提供125M时钟；为所述处理器模块提供50M时钟。
[0013]优选的，所述电源模块为所述装置供电；所述电源模块为第一、第二物理接口收发器模块提供2.5V、1.2V电压；为时延测量统计模块提供1.2V、2.5V、3.3V电压；为处理器模块提供1V、2.5V、3.3V电压；为时钟模块提供3.3V电压；为人机界面模块交换模块提供2.5V、3.3V 电压。
[0014]本实用新型的有益效果在于:
[0015]基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置采用动态实时测量当前网络的中端到端的时延，尤其适用于现场应用，操作简单易于实现，是检测现场网络优良情况及通信网络维护的有效工具；解决了智能变电站中数据时延不可直接观测及分析的缺陷，为变电站的通信网络化的实现提供良好支撑，具有实际工程应用价值。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置，包括:第一光/电端口、第一物理接口收发器、两个时标处理模块、处理器模块、人机界面模块、本地时钟模块、电源模块、第二物理接口收发器和第二光/电端口 ；其中，所述第一光/电端口和第二光/电端口分别与第一物理接口收发器和第二物理接口收发器双向相连；所述第一物理接口收发器和第二物理接口收发器通过RMII总线分别与一个所述时标处理模块双向连接；所述处理器模块通过数据总线和/或RMII总线分别与两个所述时标处理模块双向连接，并与所述人机界面模块双向连接；所述本地时钟模块分别与两个时标处理模块及处理器模块单向连接。
[0018]所述第一物理接口收发器通过第一光/电端口接收所述时标处理模块的数据业务流信息。所述第二物理接口收发器通过第二光/电端口发送所述时标处理模块的数据业务流信息。
[0019]所述时标处理模块包括协议解析单元、数据处理单元和时延测量单元；所述协议解析单元分别与数据处理单元和时延测量单元双向连接。
[0020]所述处理器模块用于控制整个装置，接收所述时标处理模块发送的测量和分析结果，并以图形及表格的形式发送至所述人机界面模块；同时与一个存储器双向连接，将处理信息存储到存储器中或从存储器提取存储的信息。
[0021]所述人机界面模块用于显示装置的测量和分析结果。
[0022]所述本地时钟模块为第一物理接口收发器和第二物理接口收发器提供125M时钟；为所述时标处理模块提供125M时钟；为所述处理器模块提供50M时钟。
[0023]所述电源模块为所述装置供电；所述电源模块为第一、第二物理接口收发器模块提供2.5V、1.2V电压；为时延测量统计模块提供1.2V、2.5V、3.3V电压；为处理器模块提供IV,2.5V、3.3V电压；为时钟模块提供3.3V电压；为人机界面模块交换模块提供2.5V、3.3V电压。
[0024]在本文中，其中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示:单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；即本文中术语“数据总线”和“RMII总线”在本文中可互换使用。
[0025]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于FPGA技术的便携式网络时延测量装置，其特征在于，包括:第一光/电端口、第一物理接口收发器、两个时标处理模块、处理器模块、人机界面模块、本地时钟模块、电源模块、第二物理接口收发器和第二光/电端口 ；其中，所述第一光/电端口和第二光/电端口分别与第一物理接口收发器和第二物理接口收发器双向相连；所述第一物理接口收发器和第二物理接口收发器通过RMII总线分别与一个所述时标处理模块双向连接；所述处理器模块通过数据总线和/或RMII总线分别与两个所述时标处理模块双向连接，并与所述人机界面模块双向连接；所述本地时钟模块分别与两个时标处理模块及处理器模块单向连接。
2.如权利要求1所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述第一物理接口收发器通过第一光/电端口接收所述时标处理模块的数据业务流信息； 所述第二物理接口收发器通过第二光/电端口发送所述时标处理模块的数据业务流信息。
3.如权利要求2所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述时标处理模块包括协议解析单元、数据处理单元和时延测量单元；所述协议解析单元分别与数据处理单元和时延测量单元双向连接。
4.如权利要求1所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述处理器模块用于控制整个装置，接收所述时标处理模块发送的测量和分析结果，并以图形及表格的形式发送至所述人机界面模块；同时与一个存储器双向连接，将处理信息存储到存储器中或从存储器提取存储的信息。
5.如权利要求4所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述人机界面模块用于显示装置的测量和分析结果。
6.如权利要求1所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述本地时钟模块为所述第一物理接口收发器和第二物理接口收发器提供125M时钟；为所述时标处理模块提供125M时钟；为所述处理器模块提供50M时钟。
7.如权利要求1所述的便携式网络时延测量装置，其特征在于，所述电源模块为所述装置供电；所述电源模块为第一、第二物理接口收发器模块提供2.5V、1.2V电压；为时延测量统计模块提供1.2V、2.5V、3.3V电压；为处理器模块提供IV、2.5V、3.3V电压；为时钟模块提供3.3V电压；为人机界面模块交换模块提供2.5V、3.3V电压。
【专利摘要】本实用新型为一种基于FPGA的便携式网络交换时延测量装置，包括：第一、第二光/电端口、第一、第二物理接口收发器、两个时标处理模块、处理器模块、人机界面模块、本地时钟模块和电源模块；其中，所述第一、第二光/电端口分别与第一物理接口收发器和第二物理接口收发器双向相连；所述第一、第二物理接口收发器通过RMII总线分别与一个所述时标处理模块双向连接；所述处理器模块通过数据总线和/或RMII总线分别与两个所述时标处理模块双向连接，并与所述人机界面模块双向连接；所述本地时钟模块分别与两个时标处理模块及处理器模块单向连接；该装置应用范围广且操作简便，具有实际工程应用价值，是检测现场网络优良情况及通信网络维护的有效工具。
【IPC分类】H04L12-26
【公开号】CN204539178
【申请号】CN201520310888
【发明人】陈磊, 黄在朝, 郭经红, 梁云, 邓辉, 王玮, 沈文, 陶静, 王向群, 张增华, 姚启桂, 李春龙, 刘川
【申请人】国网智能电网研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月14日