国产ARM+FPGA架构在“能源电力”中的典型应用详解
能源电力作为国民经济发展的“先导产业”和“基础行业”，面对当今复杂多变的国际形势，国内能源电力企业为追求更高的自主可控，正不断寻求各种经过行业验证的国产方案。
而单arm架构已很难应对能源电力多通道/高速ad数据采集、处理、存储和显示的应用场景。目前，arm + fpga异构多核框架已成为能源电力行业的经典架构，可轻松面对广泛的应用场景。
能源电力中“典型应用”举例
国产arm + fpga平台与架构，在如下能源电力应用场景中被广泛应用：
国产ad + fpga + arm方案，国产化率100%为满足能源电力行业的“国产化”需求，创龙科技推出了国内首发全国产arm + fpga平台方案（som-tlt3f工业核心板），并适配国产多通道并口ad，处理器、rom、ram、电源、晶振、连接器等均采用国产工业级方案，国产化率100%。
此全国产平台基于全志t3 arm + 紫光同创logos fpga设计，适配的国产多通道并口ad为核芯互联的cl1606、cl1616。
图1 som-tlt3f工业核心板正反面
图2 tlt3f-evm工业评估板资源框图
tron
cl1606是一款16位、8通道同步采样ad芯片，并行采样率高达200ksps，而cl1616是一款16位、16通道双路同步采样ad芯片，并行采样率高达500ksps。
图3 cl1616芯片
紫光同创logos pgl25g/pgl50g fpga在工业领域应用广泛，逻辑资源分别为27072/51360，与国外友商产品pin to pin兼容，主要用于多通道/高速ad采集或接口拓展。因其价格低、质量稳定、开发环境易用等优点，受到工业用户的广泛好评。尤其是开发环境，最快3天可完成从国外友商产品到紫光同创产品的切换。
全志t3为准车规级芯片，四核arm cortex-a7架构，主频高达1.2ghz，支持双路网口、八路uart、sata大容量存储接口，同时支持4路显示、gpu以及1080p h.264视频硬件编解码。另外，创龙科技已在t3平台适配国产嵌入式系统翼辉sylixos，真正实现软硬件国产化。
图4 方案系统框图
fpga高达64路ad同步采样在电力线路测量和保护系统中，需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样，核芯互联cl1606/cl1616是目前电力系统中最常用的国产adc采样芯片之一。
som-tlt3f工业核心板的fpga端引出的io资源共97 个。cl1616并行模式采集需要的io资源：数据线16个，控制线6个，合计22个。4片cl1616则需要io资源共88个。因此，som-tlt3f的fpga端最高可实现高达64路ad同步采样。
图5 cl1616 ad模块
55mb/s的fpga与arm数据高速传输全志t3 + 紫光同创logos平台有多种高速通信方式，让arm与fpga轻松互连。
● dual spi总线，双向通信，实测写速率达11.6mb/s、读速率达17.8mb/s。● csi总线，单向通信，实测读速率达55.1mb/s。● sdio总线，双向通信，实测写速率达5.1mb/s、读速率达5.4mb/s。
qt波形流畅显示，1tb大容量存储紫光同创logos fpga将采集到的ad数据，通过核心板内部互联的高速接口传送至t3 arm。t3 arm运行qt程序，并将读取到的ad数据进行波形显示。
并且，t3支持3gbps速率sata接口，可适配1t或以上大容量存储，方便数据长期保存。
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图2 tlt3f-evm工业评估板资源框图
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cl1606是一款16位、8通道同步采样ad芯片，并行采样率高达200ksps，而cl1616是一款16位、16通道双路同步采样ad芯片，并行采样率高达500ksps。
图3 cl1616芯片
紫光同创logos pgl25g/pgl50g fpga在工业领域应用广泛，逻辑资源分别为27072/51360，与国外友商产品pin to pin兼容，主要用于多通道/高速ad采集或接口拓展。因其价格低、质量稳定、开发环境易用等优点，受到工业用户的广泛好评。尤其是开发环境，最快3天可完成从国外友商产品到紫光同创产品的切换。
全志t3为准车规级芯片，四核arm cortex-a7架构，主频高达1.2ghz，支持双路网口、八路uart、sata大容量存储接口，同时支持4路显示、gpu以及1080p h.264视频硬件编解码。另外，创龙科技已在t3平台适配国产嵌入式系统翼辉sylixos，真正实现软硬件国产化。
图4 方案系统框图
fpga高达64路ad同步采样在电力线路测量和保护系统中，需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样，核芯互联cl1606/cl1616是目前电力系统中最常用的国产adc采样芯片之一。
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图5 cl1616 ad模块
55mb/s的fpga与arm数据高速传输全志t3 + 紫光同创logos平台有多种高速通信方式，让arm与fpga轻松互连。
● dual spi总线，双向通信，实测写速率达11.6mb/s、读速率达17.8mb/s。● csi总线，单向通信，实测读速率达55.1mb/s。● sdio总线，双向通信，实测写速率达5.1mb/s、读速率达5.4mb/s。
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