要實(shí)現(xiàn)對(duì)新的或者更新后的智能電網(wǎng)的最優(yōu)控制，需要端到端通信和高效的供電網(wǎng)絡(luò)，特別是傳輸和分配（TD）子站。為能夠支持自動(dòng)化，設(shè)備應(yīng)具有監(jiān)視和控制功能，確保能夠?qū)崟r(shí)高效的管理電網(wǎng)，滿足峰值負(fù)載要求。Altera FPGA技術(shù)在復(fù)雜智能電網(wǎng)輔助支持系統(tǒng)中扮演了關(guān)鍵角色。

　　典型子站自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　
圖1.典型子站自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)

　　在子站和公用設(shè)施自動(dòng)化應(yīng)用中，以太網(wǎng)承載IEC 61850的IEC 62439-3 Clause 4并行冗余協(xié)議（PRP）和Clause 5高可用性無(wú)縫冗余（HSR）標(biāo)準(zhǔn)很快成為智能電網(wǎng)系統(tǒng)中高可用性網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員在處理必須實(shí)時(shí)支持關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)并具有較長(zhǎng)生命周期的子站設(shè)備時(shí)，面臨很大的挑戰(zhàn)，應(yīng)滿足可靠性、可更新和可互換功能要求。

　　冗余網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)交換要求非常適合由FPGA來(lái)滿足實(shí)現(xiàn)。我們的低成本Cyclone? V FPGA和Cyclone V SoC支持PRP/HSR冗余以及不斷發(fā)展的PRP/HSR標(biāo)準(zhǔn)，滿足了千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的性能要求。

　　FPGA中的無(wú)阻塞PRP/HSR以太網(wǎng)交換

　　為方便您實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)，我們與業(yè)界領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商Flexibilis進(jìn)行了合作，采用千兆交換功能—— Flexibilis的冗余交換（FRS），同時(shí)支持了PRP和HSR協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。我們的FPGA與FRS IP相結(jié)合，為您開發(fā)PRP/HSR交換功能提供了簡(jiǎn)單方便的高性價(jià)比方法：

　　沒(méi)有許可協(xié)商

　　沒(méi)有前端許可成本

　　沒(méi)有單片版稅報(bào)告

　　
　圖2.Flexibilis的Cyclone V FPGA和Cyclone V SoC冗余交換

　　FRS IP的關(guān)鍵特性：

　　在我們的Cyclone IV、Cyclone V和Cyclone V SoC器件上可靈活的實(shí)現(xiàn)3到8個(gè)端口

　　所有端口全雙工1000 Mbps （GMII1）和10/100 Mbps （MII2）

　　線速數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

　　無(wú)阻塞工作

　　通過(guò)數(shù)據(jù)完整性檢查實(shí)現(xiàn)可靠的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)操作

　　HSR冗余盒（RedBox）、HSR端節(jié)點(diǎn)以及HSR四倍端口器件（QuadBox）；PRP RedBox和PRP的雙路附加節(jié)點(diǎn)（DANP）。

　　符合IEEE 1588精確時(shí)間協(xié)議（PTP）透明時(shí)鐘要求