專利名稱：一種采用cf卡實現(xiàn)變流器故障存儲的dma方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于變流器故障存儲的CF卡直接存儲器存取(DMA)方法。
背景技術(shù)：
CF卡是ー種包含了控制和大容量Flash存儲器的標準器件，具有容量大、體積小、 高性能、攜帯方便等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和許多消息類電子產(chǎn)品中。隨著綠色能源近年來的快速發(fā)展，雙饋型風力變流器在兆瓦級以上風カ發(fā)電領(lǐng)域已成為主流產(chǎn)品。變流器一般都安裝于風カ資源豐富的地區(qū)，地處偏遠，現(xiàn)場很難有條件全程監(jiān)控。 眾所周知，雙饋電機是多變量、強耦合系統(tǒng)，控制復(fù)雜，容易出錯；變流器硬件上而言，器件繁多，故障概率高；另一方面，兆瓦級風機功率大，干擾強，加之現(xiàn)場風況復(fù)雜多變，而且國內(nèi)的變流器技術(shù)尚處于發(fā)展、完善階段，所以對現(xiàn)場變流器的故障監(jiān)控和故障分析則尤有意義。但目前，在風電嵌入式控制領(lǐng)域，因為控制實時性和故障信息數(shù)據(jù)量龐大的因素制約，較普遍的現(xiàn)狀是缺乏用于故障數(shù)據(jù)完備、實時存儲的有效機制，CF卡的應(yīng)用則可以較好的解決這個問題。它的大容量可以存儲足夠的故障信息，其支持的DMA模式可滿足實時性要求，從而為故障分析奠定有力的基礎(chǔ)，也從而有利于變流器的改進和質(zhì)量提升。風電控制屬于嵌入式領(lǐng)域，系統(tǒng)的實時性有很高的要求，系統(tǒng)不僅需要保證數(shù)據(jù)采集、控制、傳輸?shù)戎芷谛匀蝿?wù)在確定時間內(nèi)完成，也要保證突發(fā)事件等非周期任務(wù)的及時響應(yīng)。采用DMA方式，可以不用CPU干預(yù)，進行大數(shù)據(jù)量的傳輸，故而利于保證嵌入式系統(tǒng)的實時性。而且CF卡的數(shù)據(jù)存取是基于整扇區(qū)056字)操作的，屬于數(shù)據(jù)塊傳輸，尤適于采用DMA模式。以變流器為例，因其具有豐富的外設(shè)接ロ功能，通常是ー個多并口外設(shè)總線系統(tǒng)， 這樣的系統(tǒng)里對CF卡采用DMA數(shù)據(jù)傳輸模式，總線沖突則成為一個必須應(yīng)對的問題。在嵌入式領(lǐng)域，CF卡應(yīng)用的傳統(tǒng)方法一般是CF卡與CPU的數(shù)據(jù)交互采用PIO模式，這種方法實時性不強，且浪費CPU開銷，如中國專利《CPLD實現(xiàn)CF卡移動存儲的方法》 (專利號200310103420)，該專利采用CPLD進行地址譯碼，實現(xiàn)CF卡與CPU的數(shù)據(jù)交互， 沒有涉及到DMA數(shù)據(jù)傳輸模式，更沒有涉及到防止總線沖突的方法。采用這樣的方式，不利于實時性高、且具有多并口外設(shè)的總線系統(tǒng)，比如變流器控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有CF卡嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崟r性差，尤其在多并口外設(shè)系統(tǒng)里，CF卡采用DMA方式引發(fā)的總線沖突問題，提供一種采用CF卡實現(xiàn)風電領(lǐng)域雙饋變流器故障存儲的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用可編程控制器CPLD對傳輸給CF卡的讀寫信號進行控制，以解決CF卡DMA方式下引發(fā)的總線沖突問題。具體方法步驟如下
3
1、根據(jù)產(chǎn)生總線沖突的原因分析，確定變流器多并口外設(shè)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架；2、根據(jù)CF卡DMA方式下地址編碼方式特點以及CF卡，外部AD，外部RAM等幾個并口外設(shè)所占用的地址空間，規(guī)劃各個并口外設(shè)的地址段分配；3、由在CPU和CF卡之間串入的可編程控制器CPLD對CPU的讀寫信號進行邏輯控制，產(chǎn)生CF卡的專用讀寫控制信號，以實現(xiàn)在CF卡操作時，讀寫信號可以傳輸?shù)紺F卡，使能CF卡的DMA操作；在進行外部AD、外部RAM等CF卡以外的并口外設(shè)操作吋，自動隔離傳輸?shù)紺F卡的讀寫等控制信號，暫時中斷CF卡的DMA操作，從而解決CF卡DMA訪問過程中與其他總線設(shè)備的總線沖突問題。本發(fā)明采用的CPU是TI公司的DSP芯片TMSM8335。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、節(jié)省了 CPU開銷，提高了系統(tǒng)實時性；2、有效避免了在多并口外設(shè)的總線系統(tǒng)里，CF卡采用DMA方式后可能引發(fā)的總線沖突問題；3、通過CPLD譯碼的方式，使CF卡與DSP的DMA交互過程中能夠插入其他總線操作，具有自動切換的特點，時序可自動匹配，易于CPU編程。


圖1變流器多并口外設(shè)總線系統(tǒng)框圖；圖2DSP芯片觀335與CF卡接ロ圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進ー步說明本發(fā)明。以1. 5MW低成本變流器產(chǎn)品為例說明本發(fā)明采用CF卡實現(xiàn)變流器的故障存儲方法。CF卡支持多種接ロ訪問模式，有符合PCMCIA規(guī)范的Memory Mapped模式、I/O Card模式和符合ATA規(guī)范的True IDE模式。上電時，其引腳OE為高電平，CF卡進入PCMCIA 模式；引腳OE為低電平，CF卡進入True IDE模式，見表1，此時引腳OE也稱為ATA SEL ；本發(fā)明選用較通用的!1rue IDE模式，它支持PI0、Multi-Word DMA和Ultra DMA三種方式。上電后，默認的是PIO方式。通過PIO指令配置CF卡，可進入DMA方式。因為Ultra DMA采用時鐘雙沿采數(shù)，但本實施例中DSP芯片觀335的DMA單元不支持該模式，所以選用普通的 Multi-Word DMA 方式。第一歩，根據(jù)產(chǎn)生總線沖突的原因分析，確定變流器多并口外設(shè)總線系統(tǒng)框架本實施例中的變流器系統(tǒng)是ー個具有多并口外設(shè)的系統(tǒng)，而且有很高的實時性控制要求。本實施例中，并口外設(shè)包括1、外部AD，采樣定子、轉(zhuǎn)子電流等12路模擬通道；2、外部RAM-IM字空間，動態(tài)存儲事件日志、數(shù)據(jù)記錄儀的數(shù)據(jù)；3、CF卡-IG字空間，靜態(tài)存儲事件日志、數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)；4、CPLD對變流器主要開關(guān)量轉(zhuǎn)為并ロ輸入、輸出處理。本實施例的高實時性要求，決定了對于大數(shù)據(jù)量的總線傳輸宜采用DMA方式。CF卡的基本訪問單位是扇區(qū)056字)，屬于數(shù)據(jù)塊操作，也適于采用DMA方式，采用DMA方式可以滿足系統(tǒng)實時性的要求。本實施例中，CF卡DMA方式啟動后，可以采用定時查詢傳輸完成的方式。DMA傳輸期間，CPU程序不必再干預(yù)，減輕了 CPU的負擔，而且在DMA傳輸期間， 隨時都可以訪問其他的并口外設(shè)，從而保證了系統(tǒng)的實時性。但這對于具有多并口外設(shè)的變流器系統(tǒng)，則會引發(fā)總線沖突問題。原因分析從表2中可見，CF卡IDE模式僅用到了 CS1、CS0、A0_A2幾個地址線，并沒有采用全地址方式尋址，這樣則造成與其它總線設(shè)備的地址交疊，而且，在CF卡采用DMA 傳輸過程中，則會進而與其他并口外設(shè)產(chǎn)生總線沖突。CF卡采用DMA模式，意味著可能有多個并口外設(shè)的并行操作，而不是通常的串行操作，也即意味著CF卡在DMA過程中，有多次動態(tài)的“切入、切出”需求。首先，片選控制方式不可行，因為CF卡采用片選動態(tài)有效、無效的方式，則不能保證同次DMA操作的上次切入與本次切入尋址的連續(xù)性。所以考慮從讀寫控制信號著手，在CPLD中采用適當?shù)倪壿嬁刂疲沟肅F卡得到的讀寫控制信號被“調(diào)制”，可以根據(jù)訪問其他并口外設(shè)的需要自動地使 CF卡的DMA操作激活或休眠，也即能夠?qū)崿F(xiàn)CF卡DMA操作的動態(tài)切入切出，而且保證了前后兩次切入的尋址連續(xù)性。由以上分析，CF卡采用DMA方式，在多并口外設(shè)的系統(tǒng)里會產(chǎn)生總線沖突，因此需要采用CPLD對CPU的讀寫控制信號進行“調(diào)制”，再傳給CF卡，以解決總線沖突問題，進而可確定如圖1所示的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)框架。表1 :CF卡基本信號描述(IDE模式)
權(quán)利要求
1.一種采用CF卡實現(xiàn)變流器故障存儲的DMA方法，其特征在干，所述的方法包括以下步驟(1)根據(jù)產(chǎn)生總線沖突的原因分析，在變流器多并口外設(shè)總線系統(tǒng)中加入可編程器 CPLD，確定多并口外設(shè)總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架；(2)根據(jù)CF卡DMA方式下地址編碼方式，以及CF卡、外部AD、外部RAM并口外設(shè)所占用的地址空間，規(guī)劃各個并口外設(shè)的地址段分配；(3)采用可編程控制器CPLD對CPU的讀寫信號進行組合邏輯控制，產(chǎn)生CF卡的專用讀寫控制信號，以實現(xiàn)在CF卡操作吋，使讀寫信號傳輸?shù)紺F卡，使能CF卡的DMA操作；在進行外部AD，外部RAM等CF卡以外的并口外設(shè)操作吋，自動隔離傳輸?shù)紺F卡的讀寫控制信號，暫時中斷CF卡的DMA操作。
2.按照權(quán)利要求1所述的采用CF卡實現(xiàn)變流器故障存儲的DMA方法，其特征在干，所述的步驟O)中，針對CF卡IDE模式下，地址線CSO、CSl不能同時為“0”的特點規(guī)劃各并口外設(shè)的地址段。
3.按照權(quán)利要求1所述的采用CF卡實現(xiàn)變流器故障存儲的DMA方法，其特征在干，所述的步驟⑶中，由可編程控制器CPLD對CF卡的讀寫信號及DMA使能信號DMACK信號進行譯碼控制針對CF卡DMA模式下，根據(jù)地址線CS0、CS1同時為“1”的特點，以及芯片DSP 外部總線片選信號XZCSO來區(qū)分當前是訪問CF卡還是訪問外部AD、外部RAM等其它并口外設(shè)，以實時地確定CF卡的讀寫信號有效或禁止；并且，CF卡的DMA使能信號DMACK信號根據(jù)CSO、CSl同時為“1”的特點由可編程控制器CPLD邏輯產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用CF卡實現(xiàn)變流器故障存儲的DMA方法，用于在雙饋變流器多并口外設(shè)總線系統(tǒng)里采用CF卡DMA方式實現(xiàn)故障存儲。所述方法包括第一，對多并口外設(shè)地址段進行合理規(guī)劃，使它們滿足CF卡DMA方式的控制需要；第二，采用可編程控制器CPLD對CF卡讀寫等關(guān)鍵控制信號進行組合邏輯控制，從而實現(xiàn)CPU總線訪問非DMA操作地址時，CF卡的DMA自動暫停，CPU總線訪問DMA操作地址時其DMA功能自動恢復(fù)，解決了CF卡DMA數(shù)據(jù)交互過程中，總線沖突的問題。
文檔編號G06F13/28GK102541781SQ201110421828
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者劉東升, 李海東, 林資旭, 柏建軍, 趙斌, 趙棟利 申請人:北京科諾偉業(yè)科技有限公司