论文摘要
电力系统的高速发展对继电保护不断提出新的要求，而电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展注入了新的活力，微机保护作为一种新型的继电保护方式，正逐渐从单片机时代向嵌入式时代跨进。嵌入式系统在微机保护设备中的应用，使得继电保护日新月异，网络化、智能化以及保护、控制、测量、数据通信一体化得以实现。嵌入式技术的应用，给继电保护带来了活力，同时，也给微机保护设备的硬件设计带来了挑战，传统的低速数字设计(工作频率低于50MHz的数字设计)方法在高速数字设计(高于50MHz)领域已经不再适用，甚至不能实现，而高速数字设计技术为高速嵌入式系统的硬件设计提供了支持。高速数字设计技术，其核心的思想就是采用模拟设计的手段来解决数字电路设计中的信号完整性问题及电磁兼容问题。本文广泛收集、整理、分析了当前微机保护的现状，对微机保护设备的原理及构成作了剖析，并对嵌入式技术本身及其在微机保护设备硬件设计中的应用做了阐述，提出微机保护设备硬件设计存在的问题和将面临的问题。同时，本文收集并分析了目前高速数字设计领域的研究成果，对高速数字设计中面临的三大问题：时序问题、信号完整性问题以及电磁兼容问题作了深入的分析，信号完整性仿真与分析技术是高速数字设计的最有效方法，对于高速数字设计中的时序问题以及电磁兼容问题，本文提出一些有效的、针对性的解决方法。将高速数字设计技术应用于微机保护设备的嵌入式系统设计是本文的目的，也正是本文主要论述的内容，本文将结合应用实例作进一步的论证。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 微机保护设备的发展现状与发展趋势1.1.1 微机保护设备的发展现状1.1.2 微机保护设备的硬件组成1.1.3 微机保护设备的发展趋势及面临的问题1.2 高速数字设计技术概述1.2.1 高速数字设计技术的概念1.2.2 高速数字设计技术的由来及技术要点1.2.3 高速数字设计技术未来的发展趋势1.3 本课题的意义及主要研究内容第二章 微机保护设备的原理及构成2.1 微机保护设备原理2.1.1 微机保护设备概述2.1.2 微机保护设备原理2.2 微机保护设备硬件构成2.2.1 微机保护设备的硬件框图2.2.2 微机保护设备的逻辑单元2.2.3 微机保护设备的其他单元2.2.4 微机保护设备的电源2.3 嵌入式系统在微机保护设备设计中的应用2.3.1 嵌入式系统介绍2.3.2 嵌入式系统的硬件结构2.3.3 嵌入式系统在微机保护设备设计中的应用2.4 微机保护设备的可靠性问题2.4.1 微机保护设备的可靠性概述2.4.2 微机保护设备的硬件可靠性问题第三章 高速数字设计技术3.1 高速数字电路概述3.1.1 什么是高速数字电路3.1.2 高速数字电路中涉及的几个重要概念3.1.3 高速数字电路的电气特性3.1.4 高速数字电路中的电容、电感、互容、互感3.2 传输线理论3.2.1 传输线结构3.2.2 传输线模型3.2.3 传输线特性阻抗3.2.4 传输线的传播速度、传播延迟3.3 高速数字设计技术所面临的几个重要问题3.3.1 时序问题3.3.2 信号完整性问题3.3.3 电磁兼容问题3.4 高速数字设计流程3.4.1 高速数字设计流程3.4.2 高速数字设计前仿真流程3.4.3 高速数字设计后仿真流程3.5 信号完整性仿真与分析3.5.1 信号完整性仿真模型3.5.2 信号完整性仿真与分析工具3.5.3 信号完整性仿真与分析内容3.6 电磁兼容设计3.6.1 接地设计3.6.2 去耦与滤波技术3.6.3 屏蔽设计3.6.4 抗干扰设计第四章 高速数字设计技术应用实例4.1 基于 ADSP-BF533的嵌入式系统硬件设计4.1.1 ADSP-BF533处理器介绍4.1.2 硬件系统结构原理4.2 设计与仿真分析工具4.2.1 Allegro系统互连设计平台介绍4.2.2 Concept HDL原理设计工具概况4.2.3 Allegro 印制电路板设计工具概况4.2.4 Allegro 设计平台下仿真分析应用概况4.3 系统印制电路板设计4.3.1 印制电路板布局4.3.2 印制电路板叠层结构与特性阻抗4.3.3 印制电路板内层分割4.3.4 印制电路板布线4.4 仿真分析验证4.4.1 仿真模型格式转换与模型库加载4.4.2 加载器件模型4.4.3 仿真前的准备工作4.4.4 提取网络拓扑结构4.4.5 时序仿真与分析4.4.6 串扰仿真与分析第五章 结论与展望5.1 结论5.2 展望致谢参考文献
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