首页 > 应用 > 通信技术
[导读]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?答案是完全可以,这里大家介绍一种单处理核心的FTU实现方案。

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?答案是完全可以,这里大家介绍一种单处理核心的FTU实现方案。

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/rf/201712/748596.htm

FTU全名是馈线终端设备,是配电自动化系统中重要的监控设备。具有遥控、遥信,故障检测功能,并与配电自动化主站通信,提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息,包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令,对配电设备进行调节和控制,实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电等功能,FTU照片如图1。

图 1 FTU

FTU硬件需要符合《DL/T721-2000 配电网自动化系统远方终端》标准,软件需要符合《IEC 60870-5-104:2009》传输规约。从以上2份标准和规约中可以提炼出FTU的3个关键实现技术点:

l 遥信SOE分辨率需要达到1ms以内;

l 软件协议要求数据采用文件系统存储方式,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信能力要求,所以常规情况会采用MCU+MPU的方案,常规硬件方案框图如图2。

图 2 FTU框图

下面我们就三个关键点逐一讨论FTU的MCU+MPU替代为AW280单核心方案的可行性。

一、1ms的SOE分辨率

从电力自动化装置事件顺序记录过程来看,影响装置SOE分辨率的主要因素有事件处理时间和装置时间精度。事件处理时间取决于装置状态量处理方式及硬件处理速度;装置时间精度取决于装置时钟芯片的准确度及装置时钟处理方式。装置最佳状态量处理方式为中断响应方式,以保证状态量可打断其它任务以最高优先级立即执行。

常规MPU运行的linux系统由于任务负载的不确定性,会导致中断响应时间的不确定性,这样就会造成装置状态量处理不及时,所以常规FTU方案中必须有一颗MCU运行的实时操作系统核心来处理状态量,以达到1ms以内的SOE分辨率。

AW280核心板搭载的AWorks操作系统为实时操作系统,其中断处理方式和MCU中常用的RTOS近似,这样就可以保证中断响应时间不低于常规方案;另外AW280核心板采用的MPU的运行速度为454MHZ,是常规的MCU主频的2倍以上,这就让AW280的中断响应会优于常规MCU处理方案,性能可以满足之前MCU+MPU才能实现的SOE分辨率。

二、文件系统

IEC 60870-5-104:2009规定装置需要提供文件服务,有详细规定需要提供文件系统目录查询、文件读写、文件传输等功能。常规MCU对于文件系统操作的支持有限,所以常规方案中均会采用一颗MPU搭载linux系统来提供文件服务。

l AW280区别于普通MCU,可以支持NAND型FLASH,低成本实现大容量存储;

l AW280核心板搭载的AWorks操作系统具有完善稳定的文件系统;

l AW280的硬件和软件性能决定了可以满足之前MCU+MPU才能实现的文件系统服务;

文件系统在AWorks系统中的位置如图3。

图 3 文件系统在AWorks系统中的位置

三、以太网需求

FTU至少需要2路以太网来完成不同对象之间的通信,常规方案中MCU一般只具备一个网口,导致必须要多加一颗MPU来增加网络接口。

AW280搭载的IMX280芯片本身具有2路以太网,并且AWorks系统默认支持双网口。这在常规MCU上没有,在常规的RTOS上也少见双路以太网的支持。所以AW280可以满足之前MCU+MPU才能实现的多网口功能。

另外,AW280具有SPI可以连接国家电网加密IC,AW280具有5路UART可以满足周边设备通信需求。

综上所述,AW280核心板完全可以胜任FTU的功能需求,可以取代传统MCU+MPU方案。

图4 AW280系列核心板的评估板

换一批

延伸阅读

[新鲜事] 黑洞也能吃饱?天文学家观测到黑洞“打嗝”

黑洞也能吃饱?天文学家观测到黑洞“打嗝”

不管是我们人类,又或是小动物,“打嗝”可以说是一件比较司空见惯的事情。但是对于宇宙中的黑洞,如果我说它也会打嗝,你会信吗?......

关键字:黑洞

[新鲜事] 男孩不想上学遭母亲枪击 网友:再也不敢逃学了

男孩不想上学遭母亲枪击 网友:再也不敢逃学了

众所周知,一般情况下,学生逃课最严重的后果就是被叫家长或者被学校开除。但是,逃课被枪击的好像还从未听闻过。......

关键字:逃课 枪击

[新鲜事] 这5个窍门,是每一个嵌入式开发者设计前都应该了解的!

这5个窍门,是每一个嵌入式开发者设计前都应该了解的!

一个嵌入式应用软件都会在某些时候访问最底层的固件和进行一些硬件控制。驱动的设计和实施是确保一个系统能够满足其实时性要求的关键。以下5个窍门是每一个开发者在设计驱动程序时应该考虑的,下面就随我们一起来了解一下相关内容吧。......

关键字:嵌入式

[趣科技] 可以为手机充电的牛仔裤

可以为手机充电的牛仔裤

但是如果有一条神奇的既可以容纳你的手机,同时还可以给你的手机充电,让你出门在外,从此无忧,你会去购买这款神奇的牛仔裤吗?......

关键字:充电

[趣科技] 老外回收4480颗废旧18650电芯:造出40kWh超级蓄电池

老外回收4480颗废旧18650电芯:造出40kWh超级蓄电池

不过,Powerwall的售价高昂,于是有人想到了使用废旧笔记本电池来搭建一套类似的储能系统。来自澳大利亚的Peter Matthews就从各种渠道搜集到了4480颗二手笔记本电芯,配合40太阳能发电板,造出了一套可存储40kWh电能“超级......

关键字:Peter Matthews 二手笔记本 电芯超级蓄电池
条评论

我 要 评 论

网友评论

技术子站

更多

人才招聘

更多

项目外包

更多

推荐博客