国产FPGA在海上风电设备中的应用

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<strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; color: rgb(138, 138, 138); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 14px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255); box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;”>®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。