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专利名称：用于雷电探测的离线式大容量高速存储装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种雷电探测大容量高速存储装置，特别是用于雷电探测的离线式大容 量高速存储装置及其实现方法。具体地说，它是一种在实吋数字化雷电探测装置中实现数据 波形的本地大容量高速存储装置。
背景技术：
由于雷电探测站接收雷电产生的低频/甚低频(LF/VLF)段电磁辐射�。�其探测距离可达 200千米以上，在雷雨季节，其探测范围内可包含多个雷暴中心，雷电数量和雷电的吋间密 度很大、持续时间长，单站每天雷电数量很容易达到IO万次以上，且在时间上分布不均，因 而对雷电探测网的实时处理及数据通信提出了极高的要求，现有雷电探测系统，例如国网武 汉高压研究院TDF-90型号雷电时差探测站，是雷电方向定位原理向雷电时差定位原理换代的 典型设备，它利用了中国专利97109239. 7 "雷电电磁波到达时刻的探测方法"的原理，其解 决了雷电波形传播延时和超量程信号定时的问题，但设备不具备本地大容量存储功能，如果 通信中断，数据很快就会溢出。
中国专利文献03808337. X描述的是一种可探测雷电地闪和云闪的探测器，其用数字处理 器(以下简称DSP;英文意思，Digital Signal Processors)作为系统平台，在数字信号处 理器内实现雷电地闪和云闪的探测。然而，由于判据及算法复杂，因而需要进行大量的运算 处理，才能获得较为真实的结果，而运用复杂算法时将会占用处理器庞大的资源，降低系统 性能，影响信号响应和处理速度，因此存在数据丢弃及错误判定风险。该中国专利文献所描 述的探测器所获得的数据仅包含能够判定雷电类型特征数据，并采用了数据压縮和十选一技 术，以便能够适应更多的雷电信息以及通信的要求，其局限在于，系统内部存储器容量较小， 且为易失型存储器，无法完整记录所需要的信号波形， 一旦数据通信中断，所有数据将会丢 失。
发明内容
本实用新型的目的是，针对上述现有技术存在的不足，提出用于雷电探测的离线式大容 量高速存储装置。雷电探测站在具有大容量高速存储器时，可完整记录雷电波形和各种特征 参数，不受数据通信中断影响。
本发明的技术解决方案是采用存储器，其特征在于存储器采用大容量高速存储器CF (Compact Flash)卡；数字信号处理器DSP、大容量高速存储器CF (Compact Flash)卡及 复杂可编程逻辑芯片CPLD组合在一起，数字 号处理器DSP配有DSP总线，数字信号处理器DSP通过DSP总线分别与复杂编程逻辑芯片CPLD和人容量高速存储器CF卡配接，大容量高 速存储器CF卡通过控制线和地址线与复杂编程逻辑芯片CPLD连接。
其特征在于，复杂可编程逻辑芯片CPLD通过一组数据线D0 D15、地址线Ai8 A0和控第l， 线Ctl3 Ct10与DSP总线相连，大容量高速存储器CF卡通过另一组数据线D0 D15与DSP总 线相连，大容量高速存储器CF卡通过控制线CE1、 CE2、 WE、 0E、 RDY、 CD1、 CD2、 REG、 RESE1 和地址线Ad3 AdO与复杂可编程逻辑芯片CPLD连接。
其特征在丁、数字信号处理器DSP、复杂可编程逻辑芯片CPLD及大容量高速存储器CT 卡之间是由DSP数据、地址、控制总线组成的存储器连接模式，地址线Ad3 AdO采用数据、 命令或状态寄存器地址线。
本实用新型的优点是，构思合理，解决实际问题，方便数据的存取和保护，大容量存储 器起到了数据缓冲作用，从而实现了对雷电波形大容量存储，同时降低了雷电探测站对通信 速率的要求，可存储长达1个月以上的雷电数据，即使通讯中断几天也不会影响探测站对雷 电数据的接受。

图1、本实用新型的电路原理方框图 图2、木实用新型的CF卡数据读写流程图具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型由数字信号处理器DSP1、大容量高速存储器CF(Compact Flash) 卡3及复杂可编程逻辑芯片CPLD2组成。数字信号处理器DSP、大容量高速存储器CF(Compact Flash)卡及复杂可编程逻辑芯片CPLD组合在一起，数字信号处理器DSP配有DSP总线，数 字信号处理器DSP通过DSP总线分别与复杂编程逻辑芯片CPLD和大容量高速存储器CF卡配 接，大容量高速存储器CF卡通过控制线和地址线与复杂编程逻辑芯片CPLD连接。
复杂可编程逻辑芯片CPLD2通过一组数据线D0 D15,地址线A18 A0，控制线Ctl3 Ct10 与DSP总线相连，大容量高速存储器CF卡3通过另一组数据线D0 D15与DSP总线相连，大 容量高速存储器CF卡3通过控制线CE1、 CE2、 WE、 0E、 RDY、 CD1、 CD2、 REG和RESET以及 地址线Ad3 AdO与复杂可编程逻辑芯片CPLD2连接。
DSP1、 CPLD2及CF卡3之间是由DSP数据、地址、控制总线连接的组成存储器连接模式， 地址线Ad3 AdO采用数据、命令或状态寄存器地址线，数据线D15 D0也可称之为数据总线， 可进行16位或8位的二采种规定格式的访问。
本实用新型的工作原理是，当片选信号通过控制线CE1和CE2同时有效时，为16位访问 格式；当控制线CE2置高，控制线CE1的片选信号单独有效时，为8位访问格式。CD1、 CD2 为CF卡3存在性硬件检测脚，当CF卡3有效插入卡座时，对应卡座上的CD1和CD2拉低，经CPLD2逻辑转换可由硬件或软件判断CF卡3是否存在。RDY为CF卡3状态信号，当CF卡 3忙时，该脚置低，此时DSP1不能对其访问及进行其它操作。呢、OE为读写有效信号。REG 为寄存器选择信号线，REG为高时访问数据存储器(命令或数据)，为低时访问属性存储器。 上电时，CF卡3自动完成复位，并在缺省状态下进入存储器模式，也可由外部主机经RESET 脚对CF卡3重新复位。CF卡数据读写的最小单位为一个扇区，8位格式访问时对应一个扇区 的数据量为512个字节，16位时对应一个扇区的数据量为256个字。DSP1用逻辑块地址LBA (Lg丄cal Block Addressing )格式访问CF卡3数据。LBA地址分段输入，对应的CF卡3 偏移地址分别为02H、 04H、 06H，偏移地址06H高8位为命令输入，数据从偏移地址08H连 续读出或写入一个扇区长度，0CH、 OEH空间显示CF卡的状态信息或写入特征命令。
如图2所示，大容量高速存储器CF卡3的各种操作如下
1数据读写
接通电源后，首先判断CF卡3是否插入，然后可由DSP 1经RESET脚对CF卡3软件复 位，等CF卡3准备就绪后，选择访问格式，如果出错，进入出错处理程序，如果准备好，写 入扇区数、LBA地址、读20H或写30H命令字。如果写入命令有效，连续从扇区缓冲器中读 出或'与入256个字，否则返回。CF卡3要求主机对扇区缓冲器连续读写，否则，在15ms后， CF卡3会自动进入睡眠状态，使数据读写出错。
2读出CF卡3的信息
CF卡3中有256Byte EPR0M专门存放该卡的特征信息，主要包括磁盘柱面数、磁头数、 每磁道扇区数、扇区总数、缓冲区大小、缓冲区类型、纠错码位数、公司序列号等。 3擦除一个扇区
DSP1先检查CF卡3状态，当CF卡3写入有效时，输入指定扇区、LBA地址及擦除命令 (0C0H)，毋需检査结果状态，该扇区被有效删除后，扇区读出值均为0。
雷电探测站在采用大容量高速存储器CF卡3后，存储器容量可以达到8G字节，如果按 一个雷电数据包5K byte字节计算，存储器可存储雷电数达到160万个，可存储长达1个月 以上的雷电数据，即使通讯中断几天也不会影响探测站对雷电数据的接受。探测站后台处理 程序不断将大容量高速存储器CF卡3中的数据发送到雷电探测网的中心数据库，这样，大容 量存储器起到了数据缓冲作用，从而实现了对雷电波形的大容量采集和存储，同时降低了雷 电探测站对通信速率的要求。
权利要求1、用于雷电探测的离线式大容量高速存储装置，采用存储器，其特征在于存储器采用大容量高速存储器CF卡(3)；数字信号处理器DSP(1)、大容量高速存储器CF卡(3)及复杂可编程逻辑芯片CPLD(2)组合在一起，数字信号处理器DSP(1)配有DSP总线，数字信号处理器DSP(1)通过DSP总线分别与复杂编程逻辑芯片CPLD(2)和大容量高速存储器CF卡(3)配接，大容量高速存储器CF卡(3)通过控制线和地址线与复杂编程逻辑芯片CPLD(2)连接。
2、 根据权利要求l所述的用于雷电探测的离线式大容量高速存储装置，其特征在于，复 杂可编程逻辑芯片CPLD (2)通过一组数据线D0 D15、地址线A18 A0和控制线Ctl3 Ct10 与DSP总线相连，大容量高速存储器CF卡(3)通过另一组数据线D0 D15与DSP总线相连， 大容量高速存储器CF卡(3)通过控制线CE1、 CE2、 WE、 0E、 RDY、 CD1、 CD2、 REG、 RESET 和地址线Ad3 AdO与复杂可编程逻辑芯片CPLD (2)连接。
3、 根据权利要求2所述的用于雷电探测的离线式大容量高速存储装置，其特征在于，数 字信号处理器DSP(1)、复杂编程逻辑芯片CPLD (2)及大容量高速存储器CF卡(3)之间是由DSP 数据、地址、控制总线组成的存储器连接模式，地址线Ad3 AdO采用数据、命令或状态寄存 器地址线。
专利摘要本实用新型涉及用于雷电探测的离线式大容量高速存储装置，其由数字信号处理器DSP、大容量高速存储器CF卡及复杂可编程逻辑芯片CPLD组成，复杂可编程逻辑芯片CPLD通过一组数据线D0～D15，地址线A18～A0，控制线Ctl3～Ctl0与DSP总线相连，大容量高速存储器CF卡通过另一组数据线D0～D15与DSP总线相连，通过控制线CE1、CE2、WE、OE、RDY、CD1、CD2、REG和RESET，地址线Ad3～Ad0与复杂可编程逻辑芯片CPLD连接。本实用新型的优点是，构思合理，解决实际问题，方便数据的存取和保护，大容量存储器起到了数据缓冲作用，从而实现了对雷电波形大容量存储，同时降低了雷电探测站对通信速率的要求，可存储长达1个月以上的雷电数据。
文档编号G01R29/08GK201383346SQ200920085399
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者冯万兴, 吴裕斌, 康文斌, 彭庆华, 方玉河, 曹丹华, 王海涛, 许远根, 谷山强, 陈家宏 申请人:国网电力科学研究院