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电力FTU的单核心解决方案

目前市面上大多电力FTU产品均采用MCU+MPU双处理器架构,以利用MCU的实时性和MPU上运行的稳定的网络协议和文件系统资源。那么,我们是否可以把MCU+MPU的结构用一个MPU来替代呢?答案是

  现在市面上大多电力FTU产品均选用MCU+MPU双处理器架构,以使用MCU的实时性和MPU上运转的安稳的网络协议和文件体系资源。那么,咱们是否能够把MCU+MPU的结构用一个MPU来代替呢?答案是完全能够,这儿咱们介绍一种单处理中心的FTU完结计划。

  FTU全名是馈线终端设备,是配电自动化体系中重要的监控设备。具有遥控、遥信,毛病检测功用,并与配电自动化主站通讯,供给配电体系运转状况和各种参数即监测操控所需信息,包含开关状况、电能参数、相间毛病、接地毛病以及毛病时的参数,并履行配电主站下发的指令,对配电设备进行调理和操控,完结毛病定位、毛病阻隔和非毛病区域快速康复供电等功用,FTU相片如图1。

   

  图 1 FTU

  FTU硬件需求契合《DL/T721-2000 配电网自动化体系远方终端》规范,软件需求契合《IEC 60870-5-104:2009》传输规约。从以上2份规范和规约中能够提炼出FTU的3个要害完结技能点:

  l遥信SOE分辨率需求到达1ms以内;

  l软件协议要求数据选用文件体系存储方法,存储空间需求数量级在50M字节左右;

  l要求最少2路以太网接口。

  以上三点中即有实时性要求,又有比较丰富的数据处理和通讯才干要求,所以惯例状况会选用MCU+MPU的计划,惯例硬件计划框图如图2。

   

  图 2 FTU框图

  下面咱们就三个要害点逐个评论FTU的MCU+MPU代替为AW280单中心计划的可行性。

  一、1ms的SOE分辨率

  从电力自动化设备事情次序记载进程来看,影响设备SOE分辨率的主要因素有事情处理时刻和设备时刻精度。事情处理时刻取决于设备状况量处理方法及硬件处理速度;设备时刻精度取决于设备时钟芯片的准确度及设备时钟处理方法。设备最佳状况量处理方法为中止呼应方法,以确保状况量可打断其它使命以最高优先级当即履行。

  惯例MPU运转的linux体系因为使命负载的不确定性,会导致中止呼应时刻的不确定性,这样就会形成设备状况量处理不及时,所以惯例FTU计划中必须有一颗MCU运转的实时操作体系中心来处理状况量,以到达1ms以内的SOE分辨率。

  AW280中心板搭载的AWorks操作体系为实时操作体系,其中止处理方法和MCU中常用的RTOS近似,这样就能够确保中止呼应时刻不低于惯例计划;别的AW280中心板选用的MPU的运转速度为454MHZ,是惯例的MCU主频的2倍以上,这就让AW280的中止呼应会优于惯例MCU处理计划,功用能够满意之前MCU+MPU才干完结的SOE分辨率。

  二、文件体系

  IEC 60870-5-104:2009规则设备需求供给文件服务,有具体规则需求供给文件体系目录查询、文件读写、文件传输等功用。惯例MCU关于文件体系操作的支撑有限,所以惯例计划中均会选用一颗MPU搭载linux体系来供给文件服务。

  lAW280差异于一般MCU,能够支撑NAND型FLASH,低成本完结大容量存储;

  lAW280中心板搭载的AWorks操作体系具有完善安稳的文件体系;

  lAW280的硬件和软件功用决议了能够满意之前MCU+MPU才干完结的文件体系服务;

  文件体系在AWorks体系中的方位如图3。

   

  图 3 文件体系在AWorks体系中的方位

  三、以太网需求

  FTU至少需求2路以太网来完结不同目标之间的通讯,惯例计划中MCU一般只具有一个网口,导致必需要多加一颗MPU来添加网络接口。

  AW280搭载的IMX280芯片自身具有2路以太网,而且AWorks体系默许支撑双网口。这在惯例MCU上没有,在惯例的RTOS上也罕见双路以太网的支撑。所以AW280能够满意之前MCU+MPU才干完结的多网口功用。

  别的,AW280具有SPI能够衔接国家电网加密%&&&&&%,AW280具有5路UART能够满意周边设备通讯需求。

  综上所述,AW280中心板完全能够担任FTU的功用需求,能够替代传统MCU+MPU计划。

   

  图4 AW280系列中心板的评价板

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