电子式电流互感器中数据传送的CRC校验.doc

电子式电流互感器中数据传送的CRC校验 第电流互感器是电?系统中测?电?、电能计?和继电保护的重要部件，其精度及可靠性与电?系统的安全、可靠和经济运?密切相关。 目前，国内已开发出有源光纤电流互感器，它是电子式电流互感器（）的一种，是集电子技术和光学技术为一体的新型电流互感器，具有高精度、高可靠性、宽频带及?饱和等特点，已逐渐成为电磁式电流互感器的替代品。 在数据传输时难免会由于信道传输特性?想，且?受到各种噪声和干扰的影响，使得经信道传输后接收到的数据与发送数据之间存在着差异。 为减小这种差异的产生，保证数字通信系统的传输质?，通常采用差错控制技术。 在数据传输过程中，常用奇偶校验法和循环冗余校验法（）来确保传输数据的正确性。 校验由于检错能?强、误判率很低，且编、译码电?简单，因而被广泛地应用。 校验基本原?及算法实现算法是把原始数据输入到一个校验公式中，生成一定长度的校验码，然后把校验码添加到原始数据的后面，组成新的数据。 校验码的作用是保证数据的可靠性，它本身并?是系统要求传输的数据，所以对于系统而言是冗余的。 计算、组成新数据的过程是编码，用相同的方法把数据译码，就可以发现数据是否变化。 编码和译码的原?恰好相反，因而只需掌握编码原?即可得到译码原?，文中只介绍编码原?及实现。 编码与检错原?在模运算中，模加减法的结果是相同的，都可用逻辑运算“异或”完成，模乘法运算可用逻辑运算“与”完成，模除法只在除数为时有效，且结果维持?变，也可是“异或”运算。 二进制序列数据流，可用模多项式表示多项式的系数就是序列的值。 设原始数据是位长度的二进制序列，表示为（）!，校验公式的最高次数为，表示为（）!，以（）为模对（）作模运算，（）（）（）（）（），（）和（）分别是商和余数。 （）就是校验码，多项式最高次数为。 编码之后的数据为（）（）（），因为模加减法运算的结果相同，所以（）（）（）（）（），在译码时，对（）作模运算，其结果应该为，?为则说明数据在传送的过程中发生了改变。 设待传送的位信息码为（，?，），对应的多项式为（）?（）式中或；的幂次对应于各码元的位置。 所谓编码，就是根据位信息码元，计算出与这位信息位码元相关的位监督码元，形成（，）格式的码字（），（）就是要发送的码元序列。 （）的码字结构如图所示。 编码的步骤是将信息多项式（）左移位，即（）乘以，得（）；将（）除以生成多项式（），得余式（），（）为校验码多项式，对应位监督码元；码字（）（）（）。 算法的硬件实现尽管校验的数学表达式较复杂，但是它可电子式电流互感器中数据传送的校验王阳光，游大海，徐天奇，郭郴艳（华中科技大学电气与电子工程学院，湖?武汉；云南民族大学物?与电子电气工程学院，云南昆明）摘要电子式电流互感器（）可极大地提高测?可靠性和精度。 的高压侧采样数据经过光纤传输至低压侧，可采用循环冗余校验（）来确保数据传输的质?。 在比较?、并?处?算法性能的基础上，利用语言设计了快速并?处?算法，构建了一个模块，并采用仿真软件验证此模块。 通过对实例的时序仿真波形分析，证实了此发生器可得到准确的编码输出。 关键词电子式电流互感器；可编程逻辑器件；（）；修回日期基金项目国家高技术研究发展计划（计划）引导项目（）电?自动化设备卷第期?月（）位信息码元（）位校验码元（）位图码元结构第图并?处?算法硬件电?模型触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器触发器（）通过软件或硬件电?实现，由于软件计算的速度受限于系统的速度，且在设计的电子式电流互感器中数据的传送是由硬件电?完成的，可采用硬件电?实现算法。 最常见的硬件实现方法是?计算方法，其原?是使用一位数据输入，位长度的原始数据连续计算次后得出校验码。 ?计算的电?结构简单，容?实现，可工作在较高的时钟频率下。 ?计算时，每次输入一位数据，输入数据和上一次异或运算的结果组成新数据，循环进?异或运算，直到所有数据都已经输入，整个电?可用移位寄存器加异或门实现，?实现电?的结构如图所示。 其中，表示开关断开，表示开关合上。 ?实现方法虽然可以计算各种，但是一个时钟周期只能计算一位数据，效率比较低，只适用于低速的?输入输出系统。 但随着通信速度的?断提高，高的数据传输带宽要求的计算速度越来越快，?计算的方法已经?适应要求，所以越来越多的使用并?计算方法。 对于待发送的位并?数据?，并?处?算法可以转变为寻求下式对于校验多项式（）!的模除。 ?（）根据生成多项式，可建立并?处?算法的硬件电?模型，对于位输入数据和特定的生成多项式（）其硬件电?模型见图。 用语言实现校验及实例仿真从数学表达式来看，要实现的编码是非常复杂的。 但是，无论是?实现算法还是并?实现算法，都可通过简单的硬件电?实现。 在现有的基于设计的电子式电流互感器数据传输系统中，利用语言是很容?实现校验的。 根据图给出的并?处?算法硬件电?模型，下面给出了针对位待传输数据和特定生成多项式（）的语言的程序实现。 （）（）（）（）；（）（）（）（）；（）（）（）（）；（）（）（）（）；（）（）（）；（）（）（）（）（）；（）（）（）（）（）；（）（）（）（）（）；（）（）（）；（）（）（）；（）（）（）；（）（）（）；（）（）（）（）（）；（）（）（）（）；（）（）（）（）；（）（）（）（）；其中，（）（）为图中个触发器的当前状态，当位并?数据（）（）输入至编码电?后，在时钟信号的上升沿到来后完成上面语言描述的运算，并将运算结果存于（）（）当中，待时钟信号的下降沿到来后，就将中间结果（）（）赋给（）（），至此一次编码运算已完成，（）（）就为最新的编码结果。 利用语言实现的硬件电?可以通过第三方专业仿真软件对其进?仿真，业界常用的仿真软件是。 （）（）（）（）待发送数据图?实现电?图?王阳光，等电子式电流互感器中数据传送的校验期电，（，；，）（），（）（）；结论电子式电流互感器作为电?系统中一种新兴的电?测?、电能计?和继电保护的重要部件。 在电子式电流互感器的数据传送中引入并?处?的校验，能保证数据的准确传送，且能满足对速度的要求。 为电子式电流互感器应用到各种实际场合提供了准确、快速的保障。 参考文献曾庆禹电?系统数字光电?测系统的原?及技术电网技术，（），（）罗苏南，叶妙元电子式互感器的研究进展江苏电机工程，（），（）罗承沐，张贵新，王鹏电子式互感器及其技术发展现状电?设备，（），（）周有庆，刘琨，吴桂清，等基于线圈电子式电流互感器的研究电气应用，（），（），（）罗承沐，高英，崔豪，等脉冲电流测?线圈的研究和设计清华大学学报自然科学版，（），（）徐雁，叶妙元，张庆，等光电互感器的应用及接口问题电?系统自动化，（），（）罗苏南，田朝勃，赵希才空心线圈电流互感器性能分析中国电机工程学报，（），（），（）刘新宁，王超，胡晨，等一种快速算法的硬件实现电子器件，（），（）刘会杰，张乃通基于查表法的快速算法设计通信技术，（），（）赵旦峰，赵崇辉，齐金月实现与混合编程的一种方法应用科技，（），（），（）石?艳，罗汉文循环冗余校验码并?算法的实现有线电视技术，（），（）（汪仪珍）作者简介王阳光（），男，湖南邵阳人，博士研究生，现从事电?系统继电保