基于嵌入式電力通信設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)的研究的介紹

2013-10-31 16:37 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:洛小辰

0 引言

電力專(zhuān)用通信網(wǎng)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展逐步形成的,如今它已經(jīng)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。電力通信業(yè)務(wù)已廣泛應(yīng)用各種通信技術(shù),隨著電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的發(fā)展和企業(yè)信息化進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)電力通信提出了高帶寬、高可靠性、容災(zāi)、廣覆蓋等新的需求。在這些通信設(shè)備中,嵌入式系統(tǒng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用,尤其是一些新技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了人們對(duì)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的新思路和新需求。在屏蔽不同的硬件平臺(tái)甚至不同操作系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,中間件、虛擬機(jī)等概念的引用形成了符合通信設(shè)備上應(yīng)用軟件不同需求的支撐平臺(tái),為上層的嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)提供了統(tǒng)一接口,也為嵌入式系統(tǒng)提供了一種新的開(kāi)發(fā)模式和實(shí)現(xiàn)思想。

由于通信設(shè)備變得越來(lái)越復(fù)雜,導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度也越來(lái)越高,而當(dāng)前的通信設(shè)備開(kāi)發(fā)很多還是小作坊式的,重復(fù)開(kāi)發(fā)嚴(yán)重,導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi),同時(shí)也使得開(kāi)發(fā)速度和產(chǎn)品質(zhì)量難以滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需求。如何通過(guò)平臺(tái)技術(shù)簡(jiǎn)化軟件的設(shè)計(jì),通過(guò)模塊重用的思想減少開(kāi)發(fā)的工作量,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,成為了一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。經(jīng)過(guò)多年的努力,中國(guó)電力科學(xué)研究院已經(jīng)在嵌入式電力通信設(shè)備開(kāi)發(fā)方面取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn),例如應(yīng)用于智能變電站的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、配用電通信中的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、輔助輸電線路監(jiān)測(cè)的CMA監(jiān)測(cè)代理裝置。在這種情況下,為使嵌入式電力通信設(shè)備開(kāi)發(fā)朝著通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、平臺(tái)化的方向發(fā)展,為系統(tǒng)內(nèi)外的互連、互通、互操作提供穩(wěn)定可靠的保障,研究和構(gòu)建嵌入式電力通信設(shè)備的基礎(chǔ)平臺(tái)是很有意義的。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 開(kāi)發(fā)階段的規(guī)范

基礎(chǔ)平臺(tái)的研發(fā)是為系列化的嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)而服務(wù)的,脫離設(shè)備開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)是缺乏應(yīng)用價(jià)值的。這也就造成了基礎(chǔ)平臺(tái)研發(fā)與實(shí)際的設(shè)備開(kāi)發(fā)密切相關(guān)、不可分割的狀況。因此明確和規(guī)范基礎(chǔ)平臺(tái)在嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)的各個(gè)開(kāi)發(fā)階段的功能,對(duì)于構(gòu)建基礎(chǔ)平臺(tái)是具有重要意義的。

根據(jù)設(shè)備開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),歸納了五個(gè)開(kāi)發(fā)階段,基礎(chǔ)平臺(tái)按照這五個(gè)階段進(jìn)行更多的細(xì)化,明確職能分工,規(guī)范開(kāi)發(fā)流程,定義各環(huán)節(jié)的邊界和職能,形成開(kāi)發(fā)流程的整體指導(dǎo)書(shū),也便于更好地管理項(xiàng)目。這五個(gè)階段是:前期的方案設(shè)計(jì)和驗(yàn)證;調(diào)試硬件,驗(yàn)證各功能板的基本功能;構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái),在各功能板上建立相適應(yīng)的系統(tǒng),形成開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ);構(gòu)建開(kāi)發(fā)平臺(tái),在各功能板上以中間件為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ);輔助應(yīng)用調(diào)試,為應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員提供開(kāi)發(fā)環(huán)境,解決平臺(tái)相關(guān)問(wèn)題。

1.2 處理器的規(guī)劃和升級(jí)

嵌入式通信設(shè)備領(lǐng)域,需要根據(jù)各設(shè)備的性能需求、功能需求、環(huán)境需求等應(yīng)用特點(diǎn),構(gòu)建相適應(yīng)的基于處理器的最小系統(tǒng),這就是嵌入式設(shè)備的處理器平臺(tái)。

結(jié)合應(yīng)用的需求分析對(duì)處理器平臺(tái)進(jìn)行整體的規(guī)劃,分別制成相應(yīng)的核心模塊用于不同規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)合,后續(xù)的開(kāi)發(fā)和升級(jí)可對(duì)各檔處理器平臺(tái)中進(jìn)行有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)。這樣的開(kāi)發(fā)思路有利于設(shè)備開(kāi)發(fā)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。

1.3 技術(shù)總線的構(gòu)建

針對(duì)通信設(shè)備的特點(diǎn),結(jié)合已有的設(shè)備開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),總結(jié)了以下三條技術(shù)總線進(jìn)行規(guī)范化開(kāi)發(fā),即千兆以太網(wǎng)交換總線、百兆以太網(wǎng)交換總線和面向控制的低速串行總線。這三條總線有其不同特點(diǎn)和特性,在通信設(shè)備中起著類(lèi)似中樞神經(jīng)的作用,保證了內(nèi)部數(shù)據(jù)流和控制指令的順利通暢。基于平臺(tái)組合的思想,分別對(duì)三種總線進(jìn)行了相應(yīng)的硬件接口定義、驅(qū)動(dòng)封裝和面向應(yīng)用的API規(guī)范,極大地提高了設(shè)備中的硬件模塊和程序接口的復(fù)用度。

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嵌入式 基礎(chǔ)平臺(tái) 電力通信設(shè)備 支撐平臺(tái)

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