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简化软件构建嵌入式电力通信设备

时间:2020-02-05 10:38      来源:未知   浏览量:

简化软件构建嵌入式电力通信设备


电力专用通信网是随着电力系统的发展逐步形成的,如今它已经是现代电力系统不可缺少的重要组成部分。电力通信业务已广泛应用各种通信技术,随着电网向智能电网的发展和企业信息化进一步发展,对电力通信提出了高带宽、高可靠性、容灾、广覆盖等新的需求。在这些通信设备中,嵌入式系统得到了越来越多的应用,尤其是一些新技术的应用带来了人们对嵌入式系统开发的新思路和新需求。在屏蔽不同的硬件平台甚至不同操作系统基础之上,中间件、虚拟机等概念的引用形成了符合通信设备上应用软件不同需求的支撑平台,为上层的嵌入式应用软件的开发提供了统一接口,也为嵌入式系统提供了一种新的开发模式和实现思想。

由于通信设备变得越来越复杂,导致嵌入式系统的复杂程度也越来越高,而当前的通信设备开发很多还是小作坊式的,重复开发严重,导致大量的资源浪费,同时也使得开发速度和产品质量难以满足市场发展的需求。如何通过平台技术简化软件的设计,通过模块重用的思想减少开发的工作量,提高系统的稳定性,成为了一项十分紧迫的任务。经过多年的努力,中国电力科学研究院已经在嵌入式电力通信设备开发方面取得了一定的成果和经验,例如应用于智能变电站的工业、配用电通信中的无源光网络设备、辅助输路监测的CMA监测代理装置。在这种情况下,为使嵌入式电力通信设备开发朝着通用化、标准化、系列化、平台化的方向发展,为系统内外的互连、互通、互操作提供稳定可靠的保障,研究和构建嵌入式电力通信设备的基础平台是很有意义的。

 

1 、研究内容

1.1 开发阶段的规范

基础平台的研发是为系列化的嵌入式设备开发而服务的,脱离设备开发的基础平台是缺乏应用价值的。这也就造成了基础平台研发与实际的设备开发密切相关、不可分割的状况。因此明确和规范基础平台在嵌入式设备开发的各个开发阶段的功能,对于构建基础平台是具有重要意义的。

根据设备开发经验的总结,归纳了五个开发阶段,基础平台按照这五个阶段进行更多的细化,明确职能分工,规范开发流程,定义各环节的边界和职能,形成开发流程的整体指导书,也便于更好地管理项目。这五个阶段是:前期的方案设计和验证;调试硬件,验证各功能板的基本功能;构建系统平台,在各功能板上建立相适应的系统,形成开发的基础;构建开发平台,在各功能板上以中间件为基础实现应用软件开发基础;辅助应用调试,为应用开发人员提供开发环境,解决平台相关问题。

1.2 处理器的规划和升级

在嵌入式通信设备领域,需要根据各设备的性能需求、功能需求、环境需求等应用特点,构建相适应的基于处理器的最小系统,这就是嵌入式设备的处理器平台。

结合应用的需求分析对处理器平台进行整体的规划,分别制成相应的核心模块用于不同规模的应用场合,后续的开发和升级可对各档处理器平台中进行有针对性地开发。这样的开发思路有利于设备开发的模块化、标准化、系列化。

1.3 技术总线的构建

针对通信设备的特点,结合已有的设备开发的基础,总结了以下三条技术总线进行规范化开发,即千兆以太网交换总线、百兆以太网交换总线和面向控制的低速串行总线。这三条总线有其不同特点和特性,在通信设备中起着类似中枢神经的作用,保证了内部数据流和控制指令的顺利通畅。基于平台组合的思想,分别对三种总线进行了相应的硬件接口定义、驱动封装和面向应用的API规范,极大地提高了设备中的硬件模块和程序接口的复用度.

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