海上风电设备采用国产FPGA，具有接口丰富可扩展、信号处理性能高、全链路延时低、高可靠高可用的特点

时间： 2024-04-20 来源：中科亿海微微信公众号

技术问答

针对海上风电并网系统频繁遇到的谐波谐振问题，研制海上风电信息处理板，可以有效地减小谐波谐振对海上风电设备的影响，保证海上风电并网系统的安全稳定运行。

图海上风电信息处理板

本方案主要负责三相电压电流信号的的采集和信号处理，采用双FPGA+DSP架构，主要由FPGA处理单元、DSP处理单元、光纤接口单元、ADC接口单元以及DAC接口单元组成。FPGA处理单元选用中科亿海微的EQ6HL130和EQ6HL9型FPGA。EQ6HL130负责对外接口，包括千兆以太网接口、AD/DA接口、GPS授时接口、变流器数字量接口、USB-C接口实现。EQ6HL9负责上电控制、电压电流监控、信号处理流程监控管理、故障上报等功能。DSP负责信号处理算法。本方案具有接口丰富可扩展、信号处理性能高、全链路延时低、高可靠高可用的特点。

方案优势

1、基于FPGA+DSP异构架构，主FPGA负责对外接口，DSP负责核心处理算法，从FPGA进行整板自检和监控管理，功能划分清晰；

2、对外接口丰富

●六路ADC采样电路，可实现三相电压、三相电流的同时采样；

●八路DAC模数转换电路，可实现将原始或处理后数据转为模拟信号输出；

●八路数字信号输出，可实现将原始或处理后数据通过RS422/RS485接口输出；

●多路光纤接口，FPGA与DSP均有对外光纤接口，有灵活的扩展性；

●USB-C调试接口，调试便捷，可用过通用TYPE-C数据线实现设备调试。

3、全链路低延时，采用高性能DSP实现数据处理算法，处理延时可达us级，配合FPGA的高速数据并行处理能力，全链路延时在us级；

4、高可靠性，采用从FPGA对整板以及主FPGA和DSP进行监控，具备故障上报，异常保护等功能。

推荐器件（亿海神针®系列 EQ6HL130型、EQ6HL9型）

1、EQ6HL130型FPGA

●逻辑规模（万门）：1360；

●存储单元（M4K）：1200；

●锁相环PLL/全局时钟：8/16；

●最大可编程用户I/O：498；

●最宽温度范围：-55℃~125℃；

●封装形式：CSG484/FGG676。

2、EQ6HL9型FPGA

●逻辑规模（万门）：86；

●存储单元（M4K）：64；

●锁相环PLL/全局时钟：2/16；

●最大可编程用户I/O：202；

●最宽温度范围：-40℃~100℃；

●封装形式：TQG144/CSG225/FTG256/CSG324。

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产品型号	品类	用户I/O	尺寸（mm×mm）	规模（万门）	工艺（nm）	最宽温度范围（℃）	间距（mm）	封装
EQ6HL130LL-2CSG484I	FPGA芯片	338	19×19	1360	40nm	55℃ - 125℃	0.8	CSG484塑封

选型表 - 中科亿海微立即选型

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型号- ECP5家族,EP4CE115,EP4CE22,XC6SLX150,ICE40 HX,EQ6HL130,EP4CE40,ICE40 LM家族,EQ6HL130 1V0,ER2HL18,ICE40 LP家族,EQ6HL45 1V0,ICE40 ULTRALITE,XQR2V3000,XC6SLX45,EQ6HL16,XC6SLX25,XQR2V1000,ER2HL35,A8000,XC6SLX100,EP4CE15,ECP5,ICE40 ULTRALITE家族,EP4CE75,EP4CE30,EP4CE55,EQ6GL9,EP4CE10,ICE40 ULTRA,ICE40 ULTRA家族,E25Q64A,EQ6HL45,EQ6HL25,ICE40 ULTRAPLUS家族,ICE40 LP,ICE40 HX家族,ICE40 LM,EP4CE6,XC6SLX75,XC6SLX4,A8000系列,XC6SLX9,XC6SLX16,ICE40 ULTRAPLUS

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