SZR7020核心板,是一款基于Xilinx ZYNQ-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC设计的核心板。处理器集成Processing System端(双核ARM Cortex™-A9)和Progarmmable Logic端(基于Artix-7架构Xilinx 28nm的可编程逻辑资源),PS端与PL端之间采用AXI 高速片上总线通信,吉比特级带宽,突破传统ARM+FPGA架构的通信瓶颈。如此一来,不仅在性能、能耗与兼容性方面表现优异,还有PFGA硬件高度灵活的可编程性特点。
Xilinx ZYNQ 属于异构多核处理器,可实现FreeRTOS(SDK裸机)或Linux 分别部署在Cortex ™ -A9 CPU0 和Cortex ™ -A9 CPU1独立运行;可通过PS端加载PL端程序,且PS端和PL端可独立开发。功能硬件采用模块化方式,可以根据需求,灵活扩展出丰富的外设接口,如千兆网口、USB、CAN、UART、Micro SD、视频接口等通信接口,以满足工业以太网等应用的拓展性需求。
更容易适配不同场景的功能需求,数据接入能力强,通信系统体系结构灵活完整,可完成大量数据的采集、处理、存储、转发;EMC抗干扰能力优秀,稳定可靠,能适应比较恶劣的工作环境。
核心板 | ||
项目 | 描述 | |
CPU | CPU:Xilinx ZYNQ-7000 XC7Z010/XC7Z020-2CLG400I | |
2x ARM Cortex-A9,主频667/766MHz,2.5DMIPS/MHz Per Core | ||
1x Artix-7架构可编程逻辑资源 | ||
ROM | PS端:4/8GByte eMMC | |
PS端:256Mbit SPI NOR FLASH | ||
RAM | PS端:单通道32bit DDR总线,512M/1GByte DDR3 | |
Logic Cells | XC7Z010:28K,XC7Z020:85K | |
OSC | PS端:33.3333MHz | |
PL端:50MHz | ||
硬件资源 | 1x USB 2.0 | |
2x 10/100/1000M Ethernet | ||
2x SD/SDIO(SDIO0、SDIO1) | ||
2x SPI | ||
2x UART | ||
2x CAN | ||
2x I2C | ||
2x 12bit XADC,1MSPS ADCs with up to 17 Differential Inputs | ||
XC7Z010 PLIO:单端(5个),差分对(46对),共97个IO XC7Z020 PLIO:单端(6个),差分对(57对),共120个IO | ||
支持通过底板可扩展接口 | ||
项目 | 描述 | |
TF卡 | 支持最大128G TF卡; | |
以太网 | 支持2路10/100/1000M RJ45网口;
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光纤接口 | 支持1路千百兆自适应LC光纤接口;1路千百兆自适应ST光纤接口; | |
FT3 | 支持1路 FT3光串口; | |
B码 | 支持1路电B码校时(IRIG-B); | |
串口 | 支持2路RS485; | |
CAN | 支持2路CAN总线; | |
USB | 支持1路Micro-USB接口(调试口); | |
RTC时钟 | 支持; | |
硬件看门狗 | 支持; | |
扩展接口 | 1个60针扩展接口,可扩展GPIO数高达50多个; 支持扩展多路DI、DO、AI、WIFI、LoRa、高精度AD7606 16位采样等模块; | |
电源 | DC 16~36V | |
功耗 | <15W | |
工作温度 | -40℃ ~ +85℃ | |
工作湿度 | 5 ~ 95%RH | |
存储温度 | -40℃ ~ +85℃ | |
电磁兼容等级 | 四级 |
例如我司基于该核心板开发设计的一款SZR303Z-E新能源智能网关装置,为新能源储能系统设计的一款高端嵌入式系统网关设备,该装置具有2路CAN接口,3路FT3接口和2路ST以太网光口,实现了CAN协议向IEC60044-8(FT3)协议的转换和CAN协议与IEC61850 MMS协议的转换。在储能系统中主要用于实现储能BMS系统同储能站监控系统以及储能PCS变流器等设备之间的通信,完成储能电池组状态监控及充放电调控指令的交互。
可在新能源储能系统应用中作为EMS总控、通讯管理机、规约转换器使用。该产品集成了丰富的外设接口,支持新能源储能站中各类BMS、PCS、PMS、BMS、空调、电表、控制屏等设备的通讯传输及策略控制等功能。在系统上支持SDK祼机、FreeRTOS、inux等系统;在软件上支持容器APP的部署,支持IEC61850/MMS/GOOSE、国产CMS(GSP)、IEC60044-8(FT3)、IEC103、IEC104、MQTT等协议,可满足新能源各类储能系统涉及设备接入、能源管理系统等应用需求。
支持绝大多数常见的电力设备通讯规约接入(如Modbus、IEC101、IEC103、IEC104以及厂家自定义私有协议等规约类型);
根据接入设备接口不同能够适配接入,其中CAN总线支持与PCS、BMS间的数据通信,光纤接口也能够满足一些具备光纤接口通讯的设备接入;
支持以以太网接口使用IEC-61850/MMS/GOOSE、CMS协议进行与后台EMS的通信;
支持以光纤接口使用IEC-61850/MMS/GOOSE 协议进行与协调控制器PMS的通信;
支持以光串口与协调控制器PMS间的FT3通信;
上传规约协议除了以上几种外还支持MQTT、IEC104、HTTP等多种规约;
支持周期、突发(自发)或响应总召的方式上送;
支持IP白名单规则,对非法IP地址的链路请求应拒绝响应;
应用领域
SZR300-SG新能源智能网关具有极高的运算速度和数据处理能力,兼具优秀的稳定性和安全性,易于维护、管理和安装,同时拥有丰富的规约库,并且可以根据业务需求,对规约库进行扩展,增加定制规约。这些特性能够支持该设备在各种应用场景广泛使用,例如:
数据采集
支持绝大多数常见的电力设备通讯规约(如MODBUS、CDT、IEC101、IEC103、IEC104、IEC61850 MMS/GOOSE、IEC60044-8(FT3)、国产CMS(GSP)、CAN、 MQTT、HTTP以及厂家自定义私有协议等多种规约类型);
支持数据时标取自数据源,无时标数据自动采用网关机时标;
根据业务数据的重要性和实时性要求,通过参数灵活实现周期性、数据变化、品质变化及总召等方式数据上送;
对于目前没有接入的辅助设备类型,可以根据设备厂家提供的通讯协议进行快速开发,满足辅助设备的接入需求。
数据处理
支持遥信信号的与、或、非等运算;
支持遥测信号的加、减、乘、除等运算;
运算的数据源可重复使用,运算结果可作为其他运算的数据源;
若协议转换装置通信中断或异常时,能正确判断并处理。
数据远传
支持以IEC104、IEC103、Modbus TCP、IEC61850 MMS/GOOSE、IEC60044-8(FT3)、MQTT、华为物联平台南向协议、南瑞物联平台南向协议、智芯物联平台、HTTP等方式进行数据远传;
支持多路多协议数据分发,数据传递更灵活高效;
支持周期、突发(自发)或响应总召的方式上送;
支持IP白名单规则,对非法IP地址的链路请求应拒绝响应。
远方控制
支持接收并转发集中监控系统下发的各类远程控制命令;
支持单点遥控、双点遥控等遥控类型,支持直接遥控、选择遥控等遥控方式;
支持具备远方控制操作全过程的日志记录功能;
支持远方控制报文全过程记录功能;
时间同步
支持IRIG-B码或SNTP对时方式;
对时方式可设置优先级,优先采用站内码时钟源;
具备守时功能。
自诊断
具备自诊断功能,监测到进程异常、通信异常、硬件异常、存储空间剩余容量过低实时循环覆盖 并自动记录;
具备装置异常监测,自动执行软复位、硬复位、断电复位方式实现系统自恢复功能;
诊断记录结果会保持日志文件,方便查看问题来源;