实时系统及其操作方法与流程

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种实时系统及其操作方法。

背景技术：

1、随着绿色能源浪潮席卷全球，电力电子设备的功率等级也越来越大，随之而来的测试问题也越来越严峻。一种典型的测试场景是利用两台电力电子设备(一台作为电源，一台作为负载)去测试一台被测电力电子设备，但是很多测试要求电源和负载精确同步。

2、现有技术中，为了实现电源和负载的精确同步，通常采用的方法有以下两种：

3、第一种：利用单独的同步线实现。这种方法虽然成本较低，但是其存在如下明显缺陷：很多从设备都是模块化的，需要串并联以提升电压和功率范围，如果使用同步线，首先要解决高电压绝缘的问题，其次同步线需要专门的线缆连接到所有模块，线束十分繁杂，应用操作麻烦。

4、第二种：利用内存反射网络来实现。这种方法虽然操作方便，性能也优异，但是其成本过于高昂，一般的测试场景都无法承受如此高昂的测试成本。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供一种实时系统，解决了现有技术中同步线虽然成本低但是操作麻烦、内存反射网络成本过于高昂的技术问题，具有成本低且操作方便的技术效果。

2、本申请实施例提供了一种实时系统，其特征在于，包括：

3、主控单元，所述主控单元包括tcp/udp转rs485模块；

4、rs485总线，所述rs485总线连接所述tcp/udp转rs485模块的输出端；

5、至少两个从设备，所述从设备包括互相连接的fpga模块和rs485模块，各所述从设备的rs485模块均连接所述rs485总线。

6、优选地，所述主控单元将通过rs485总线与之连接的各从设备映射到不同的地址区域，每一块单独的地址区域对应一个从设备。

7、优选地，所述tcp/udp转rs485模块为tcp/udp转单口rs485模块。

8、优选地，所述主控单元为基于mcu、或者asic、或者cpld、或者分立器件开发的具有tcp/udp转rs485功能的hub板卡。

9、优选地，所述fpga模块内设有寄存器，用于缓存主控单元一个时间片内写入的所有操作指令。

10、优选地，所述实时系统还包括：

11、上位机，所述上位机设有以太网接口，所述以太网接口与所述tcp/udp转rs485模块的输入端连接。

12、本申请实施例还提供了一种上述的实时系统的操作方法，包括如下步骤：

13、主控单元在某一个时间片里给各从设备的寄存器写入参数设定指令；

14、主控单元在固定的周期性时刻通过rs485总线发送广播命令，进行写触发操作，用于触发各从设备执行其寄存器缓存的所有参数设定指令；

15、各从设备内部的fpga模块均实时监听rs485总线的广播命令，当接受到所述写触发操作时，立即实行所述写触发操作前其寄存器内所缓存的所有参数设定指令，在ns级别实现解析和参数更新。

16、优选地，所述参数设定指令由主控单元自行产生，或者由上位机上的上层控制软件发送给主控单元。

17、优选地，所述从设备接收到一个写触发操作后，所述从设备的fpga模块以ns级别延迟锁存自身的所有状态参数，供主控单元在下一个时间片内读取。

18、优选地，所述主控单元在下一个时间片内读取所述从设备的状态参数。

19、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

20、1、本申请实施例提供的实时系统，只需要一个特定的hub板卡和一根rs485总线，同时充分利用从设备内部的fpga资源，即可实现极高性能的实时同步。结构简单，成本低，操作方便。

21、2、本申请实施例提供的实时系统，可以轻松地实现0.1us以内的实时同步，性能可靠，足以覆盖90％以上的实时测试需求，适用范围广泛。

技术特征：

1.一种实时系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的实时系统，其特征在于，所述主控单元将通过rs485总线与之连接的各从设备映射到不同的地址区域，每一块单独的地址区域对应一个从设备。

3.如权利要求1所述的实时系统，其特征在于，所述tcp/udp转rs485模块为tcp/udp转单口rs485模块。

4.如权利要求1所述的实时系统，其特征在于，所述主控单元为基于mcu、或者asic、或者cpld、或者分立器件开发的具有tcp/udp转rs485功能的hub板卡。

5.如权利要求1所述的实时系统，其特征在于，所述fpga模块内设有寄存器，用于缓存主控单元一个时间片内写入的所有操作指令。

6.如权利要求5所述的实时系统，其特征在于，所述实时系统还包括：

7.一种如权利要求5～6任一项所述的实时系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的实时系统的操作方法，其特征在于，所述写触发操作由主控单元自行产生，或者由上位机上的上层控制软件发送给主控单元。

9.如权利要求7所述的实时系统的操作方法，其特征在于，所述从设备接收到一个写触发操作后，所述从设备的fpga模块以ns级别延迟锁存自身的所有状态参数，供主控单元在下一个时间片内读取。

10.如权利要求9所述的实时系统的操作方法，其特征在于，所述主控单元在下一个时间片内读取所述从设备的状态参数。

技术总结本发明公开了一种实时系统及其操作方法，所述实时系统包括：主控单元，所述主控单元包括TCP/UDP转RS485模块；RS485总线，所述RS485总线连接所述TCP/UDP转RS485模块的输出端；至少两个从设备，所述从设备包括互相连接的FPGA模块和RS485模块，各所述从设备的RS485模块均连接所述RS485总线。本发明只需要一个特定的hub板卡和一根RS485总线，同时充分利用从设备内部的FPGA资源，即可实现极高性能的实时同步。结构简单，成本低，操作方便。可以轻松地实现0.1us以内的实时同步，性能可靠，足以覆盖90％以上的实时测试需求，适用范围广泛。技术研发人员：王秀如受保护的技术使用者：上海晰观科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5