嵌入式以太網(wǎng)的變電站間隔層保護(hù)系統(tǒng)研究

根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)圖，PowerPC平臺分別和上位機(jī)、FPGA的雙口RAM和ARM7彩色液晶等有通信連接以及數(shù)據(jù)交互。
2．2 硬件功能
主控板選用了PowerPC 8247處理器，利用其強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，在VxWorks平臺上實(shí)現(xiàn)了配置信息的解析、數(shù)據(jù)映射、平臺保護(hù)、數(shù)據(jù)通信等功能。外接SST39VF040的BIOS芯片，用于存儲Bootrom程序。32 MB的Flash／ROM用于存儲Vxworks程序、驅(qū)動程序、配置文件信息、存儲數(shù)據(jù)等。32 MB×4的RAM用于存儲系統(tǒng)及應(yīng)用運(yùn)行程序，實(shí)時涮用配置信息、實(shí)時數(shù)據(jù)等。100M全雙工以太網(wǎng)口用于實(shí)時通信，RS232用于連接打印機(jī)，RS485用于連接液晶顯示板。

3 保護(hù)裝置執(zhí)行平臺軟件設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)一般采用單片機(jī)線性程序，即前后臺系統(tǒng)開發(fā)方式。應(yīng)用程序由后臺運(yùn)行，一般是一個無限循環(huán)，循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的甬?dāng)?shù)(或子程序)完成相應(yīng)的操作(稱為后臺行為或任務(wù)級)，用中斷來處理隨機(jī)事件(稱為前臺行為或中斷級)。在實(shí)際應(yīng)用中，各種前臺行為的執(zhí)行頻率是不一致的，如輸入采樣頻率可能要求很高，而鍵盤掃描則要少得多，在系統(tǒng)復(fù)雜的情況下就可能導(dǎo)致某些任務(wù)得不到及時執(zhí)行。另外，程序一旦建立，各種前臺行為的執(zhí)行即已固定。如需在運(yùn)行時動態(tài)地改變執(zhí)行結(jié)構(gòu)，程序則需要另外添加很多條件判斷或分支轉(zhuǎn)移，增加了程序的復(fù)雜性、可讀性以及維護(hù)難度。所以在設(shè)計(jì)符合IEC 61850的保護(hù)軟件時，必須引入嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)。
本文采用的RTOS為VxWorks操作系統(tǒng)，它具有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，因其良好的可靠性和卓越的實(shí)時性而被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時性要求極高的領(lǐng)域中。和其他操作系統(tǒng)相比，VxWorks的健壯性、實(shí)時性、組件的豐富性無疑十分適合本項(xiàng)目的開發(fā)，應(yīng)用實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。本節(jié)介紹基于VxWorks的保護(hù)裝置系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)。
3．1 系統(tǒng)模塊劃分
PowerPC軟件模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。