电力管理系统
7页1、本文介绍的管理系统用于电力系统保护设备中的事件记录、与DSP数据采集系统的通信管理以及人机界面管理,它具有串口通信、以太网通信、液晶显示、键盘以及数据存储等功能,并在此硬件基础上成功移植了U-boot和Linux操作系统。以往的电力系统保护设备的核心部分大多采用总线型X86结构,这种模式一直存在着可靠性差的问题,一是X86结构自身就存在着抗干扰能力差的问题,二是由于发热量过大,长时间运行后会可靠性会下降。所以许多电力用户都在寻找一种更可靠的解决方案。采用以DSP为保护核心、以ARM为通信管理和人机界面组成电力保护系统的优点在于:一是DSP和ARM本身具有功耗低,高可靠性的特点;二是DSP数据处理能力强,而ARM在通信和人机界面方面集成了大量的资源;三是两个CPU结构使得保护和管理分开,各功能模块之间互不影响。在软件上由于采用了U-boot作为引导程序、Linux作为操作系统,有许多优秀的应用程序成果可以利用。正是由于这些优势,采用ARM和Linux设计管理系统已经成为一个热点。下面对本管理系统的硬件设计、U-boot移植和Linux的移植进行详细的介绍。硬件设计电力管理系统的核心部分是
2、AT91RM9200,为了完成系统的存储和通信功能,需要扩展大量的外围电路。根据AT91RM9200的特点,系统的硬件结构如图。主要配置是:4M字节DataFlash(SPI接口),用于存储应用程序;8M字节 DataFlash(SPI接口),非易失性数据存储器,用于存储电力保护设备中的录波数据;32K字节铁电存储器、外扩CF卡和512K-8M 兼容,用户选配的NVRAM,用于数据存储;系统具有5路串口用于和DSP系统通信,1路RS232串口作为DBGU调试口;2个10M/100M自适应以太网口、1个USB主机口、LCD液晶屏接口以及键盘和指示灯接口。U-BOOT移植1、U-Boot简介Boot Loader 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,为最终调用操作系统内核建立环境。U-BOOT是当前比较流行、功能强大的Boot Loader,可以支持ARM、PowerPC等多种体系结构。目前u-boot-1.1.3版本已经支持基于AT91RM9200的开发板,同时增加了以太网物理层芯片DM9161E的驱动程序。因此在移植时只需
3、要根据硬件情况修改相关的配置参数即可。U-Boot代码主要目录结构如下:board: 一些已经支持的开发板相关文件,主要包含SDRAM、FLASH、网卡驱动;common: 与处理器体系结构无关的通用代码,如内存大小探测与故障检测;cpu: 与处理器相关的文件。每个子目录中都包括cpu.c和interrupt.c,start.S。其中cpu.c初始化CPU、设置指令Cache和数据Cache等;interrupt.c设置系统的各种中断和异常;start.S是U-BOOT启动时执行的第一个文件,它主要是设置系统堆栈和工作方式,为进入C程序奠定基础;driver: 通用设备驱动,如CFI FLASH、串口、USB总线等;doc: U-Boot的说明文档;include: U-Boot头文件;尤其configs子目录下与目标板相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的文件;lib_xxx: 处理器体系相关的文件,如lib_ppc,lib_arm目录分别包含与PowerPC、ARM体系结构相关的文件;fs: 支持文件系统的文件,U-BOOT支持cramfs、fat、fdos、jffs2等文件系统
4、;net: 与网络功能相关的文件目录,如bootp、nfs、tftp;tools: 用于创建U-Boot、S-RECORD和BIN镜像文件的工具。2、U-Boot移植在修改的过程中,把u-boot中的相关文件进行了复制再做修改,这样便于文件管理和修复,具体修改的步骤如下:1)下载U-Boot源代码,到U-Boot官方网站http:/u-下载u-boot-1.1.3压缩包并解压缩。2)修改和开发板相关文件。进入/board目录,复制at91rm9200dk目录,重命名为csca9218(系统开发板的名字)。进入csca9218目录,修改其中的config.mk文件,使之和Loader、boot程序的地址一致,TEXT_BASE=0x21f00000。重命名/board/csca9218/目录下的at91rm9200dk.c为csca9218.c,并修改Makefile文件中的OBJS := at91rm9200dk.o at45.o dm9161.o flash.o,OBJS := csca9218.o at45.o dm9161.o flash.o。3)修改Makefile文件。进入/
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