题目：基于OMAPL-138和FPGA的合并单元设计

随着现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，实时信息传送量成倍增多，对调度自动化系统和厂站自动化系统的数据通信提出了更高的要求。IEC61850是迄今为止较为完善的变电站系统通信协议标准，为实现数字化变电站提供了基本的理论依据。作为IEC61850 体系结构中过程层的关键设备之一，合并单元解决了电子式互感器与二次保护、测控的装置的数字接口问题，其研究对变电站站自动化系统有重要的意义。本文根据合并单元的研究现状以及发展趋势、嵌入式技术的应用情况，提出了一种以双核处理器为主处理器，FPGA为协处理器的嵌入式合并单元系统设计方案，并选用OMAPL-138作为系统主控芯片。在此方案基础上，进行了系统的软硬件开发以及算法设计。本文主要工作有：1. 整体方案。根据系统需求，提出了核心模块加扩展模块的设计方案。核心模块为合并单元的主控核心。扩展模块包括采集信号接收模块、网络接口模块、系统状态显示模块三部分，并介绍了各个模块实现的功能。2. 硬件设计方面。介绍了整个系统的硬件原理设计和PCB设计，包括：电源、时钟、复位电路设计；LCD显示接口电路设计；存储器接口电路设计；IIC接口电路设计；采集信号接口及uPP接口电路设计；串口、SD卡、调试接口电路设计，并重点介绍了网络接口电路设计。最后，介绍了系统的PCB设计。3. 软件设计方面。介绍了系统的全部接口的程序设计，并重点介绍了合并单元数字量输出以太网通信的软件实现。包括MII接口通讯的程序设计和DM9000的程序设计。4. 算法设计方面。提出了一种改进的二次插值同步算法，做到了合并单元一次侧与二次侧的完全同步，并对二次侧的传变延时进行了详细分析，推导出了该算法的应用表达式，并进行了误差分析。综上所述，本文所设计的合并单元首次使用了双核处理器作为主控核心，并实现了合并单元的全部功能，验证了该方案的正确性。提出了一种基于双核处理器和FPGA的合并单元设计的新思路，有良好的应用前景。