一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其包括微处理器和双闪速存储器，所述微处理器包括动态随机存储控制器、总线控制器、闪速存储器控制器和串行通讯控制器，所述双闪速存储器与总线控制器和闪速存储器控制器连接；所述动态随机存储控制器连接有动态随机存储器；所述总线控制器连接有以太网控制器和可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器连接有硬件看门狗；所述串行通讯控制器连接有串行通讯接口；所述以太网控制器、可编程逻辑控制器、硬件看门狗和串行通讯接口连接有外部扩展接口。本实用新型解决现有产品的不足，支持嵌入到用户设备中使用，并可提供二次开发扩展接口，具有极好的扩展性，高性能和高可靠性。
【专利说明】—种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种通信平台，特别涉及一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台。
【背景技术】
[0002]随着电力系统数字化变电站和智能电网的发展，为了实现一二次设备之间的互操作，对于通讯功能要求越来越高，并且对于通讯协议的标准化也成为了一个亟待解决的迫切问题。传统的电力系统通讯协议五花八门，种类繁多，彼此之间完全不兼容，设备之间的互操作成为一道难以逾越的屏障和壁垒。有些厂商处于技术保密和市场垄断的考虑，甚至推出了很多私有协议，导致电力系统的二次设备维护成本居高不下，售后服务难以为继，厂商之间相互推诿的现象屡见不鲜。因此，由国际标准化组织颁布的IEC61850通讯协议规范成为了国家电网和南方电网实施的统一通讯标准，与此相关的IEC61850通讯网关设备也应运而生。但是这些IEC61850通讯网关均具有以下几个方面的缺点:
[0003]1、体积太大，结构无法满足，难以嵌入到用户设备中使用。这些IEC61850通讯网关多数都是直接采用工控机、或者PC机作为硬件平台，而无专业结构设计和功能开发，无论是体积、外形和结构都无法满足电力系统设备应用的要求，更加无法嵌入到用户设备中运行，只能作为一种临时的解决方案。
[0004]2、无专用软硬件定制功能，可靠性不高。由于是直接利用工控机、或者PC机已有的硬件功能进行软件协议开发，在上面运行一套软件即作为网关设备使用，而电力系统设备厂商对于软件和硬件均有不同的设计和使用要求，因此，无法实现一个统一的可靠的解决方案来满足各个层面的使用需求。
[0005]3、扩展性弱，用户无法在其基础上进行软硬件的二次开发。用户只能应用工控机和PC机已有的硬件接口功能，而无法在其基础上进行扩展和二次开发。
[0006]4、可靠性弱，无法在极端恶劣环境下保证高可靠性运行。电力系统设备的运行环境一般较为恶劣，都是在较强的电磁干扰和较大范围的温差下运行，如果没有专业的硬件设计，无法保证设备的可靠运行。
实用新型内容
[0007]为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，具体为一种微型化结构、具有多种与用户交互接口的嵌入式智能化通讯
T D O
[0008]为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0009]一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，包括微处理器和双闪速存储器，所述微处理器包括动态随机存储控制器、总线控制器、闪速存储器控制器和串行通讯控制器，所述双闪速存储器与总线控制器和闪速存储器控制器连接；
[0010]所述动态随机存储控制器连接有动态随机存储器；[0011]所述总线控制器连接有以太网控制器和可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器连接有硬件看门狗；
[0012]所述串行通讯控制器连接有串行通讯接口 ；
[0013]所述以太网控制器、可编程逻辑控制器、硬件看门狗和串行通讯接口连接有外部扩展接口。
[0014]优选的，所述动态随机存储控制器为SDRAM动态随机存储控制器。其中，所述的SDRAM指同步动态随机存储器，同步是指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。
[0015]优选的，所述总线控制器为GPCM总线控制器。
[0016]优选的，所述闪速存储器控制器为Nand闪速存储器控制器。其中，Nand闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案，这在不超过4GB的低容量应用中表现得犹为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品，Nand正被证明极具吸引力。
[0017]优选的，所述串行通讯控制器为UART串行通讯控制器。其中，通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通常称作 UART,是一种异步收发传输器，是电脑硬件的一部分。将资料由串行通信与并行通信间作传输转换，作为并行输入成为串行输出的芯片，通常集成于其他通讯接口的连结上。
[0018]优选的，所述动态随机存储器为SDRAM动态随机存储器。
[0019]优选的，所述双闪速存储器包括Nor型闪速存储器和Nand型闪速存储器，该Nor型闪速存储器与总线控制器连接，该Nand型闪速存储器与闪速存储器控制器连接。
[0020]其中，Nor技术(亦称为Linear技术)闪速存储器是最早出现的FlashMemory,目前仍是多数供应商支持的技术架构。它源于传统的EPROM器件，与其它FlashMemory技术相比，具有可靠性高、随机读取速度快的优势，在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是纯代码存储的应用中广泛使用，如PC的BIOS固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。
[0021]而Samsung、TOSHIBA 和 Fujistu 支持 Nand 技术 FlashMemory。这种结构的闪速存储器适合于纯数据存储和文件存储，主要作为SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIAATA卡、固态盘的存储介质，并正成为闪速磁盘技术的核心。
[0022]优选的，所述以太网控制器至少为一个。
[0023]优选的，所述外部扩展接口包括第一外部扩展接口和第二外部扩展接口，该第一外部扩展接口与以太网控制器连接，该第二外部扩展接口与可编程逻辑控制器、硬件看门狗和串行通讯接口连接。
[0024]相比现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0025]本实用新型能够集成为一体，整体尺寸只有长X宽=58X54 (mm)，可以直接嵌入到用户设备中使用，解决了现有设备体积太大的问题。
[0026]另外，由于硬件系统采用专用低功耗嵌入式微处理器和可编程逻辑控制器设计，能够内置专用硬件平台进行了剪裁式的优化设计，解决了无专用软硬件定制功能、可靠性不高的问题。
[0027]更进一步的，本实用新型增加了外部扩展接口，用户可以直接利用外部扩展接口来进行硬件的二次扩展开发，并且软件设计留出的用户级动态链接库还允许用户进行软件的二次扩展开发，解决了扩展性弱，用户无法在其基础上进行软硬件的二次开发的问题。
[0028]最后，由专用设计的可编程逻辑控制器配合硬件看门狗，可使系统硬件运行可靠性大大提高，解决了可靠性弱，无法在极端恶劣环境下保证高可靠性运行的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]附图1为本实用新型的结构示意图。
[0030]附图标记如下:
[0031]1、微处理器；11、SDRAM动态随机存储控制器；12、GPCM总线控制器；13、Nand闪速存储器控制器；14、UART串行通讯控制器；2、SDRAM动态随机存储器；31、Nor型闪速存储器；32、Nand型闪速存储器；4、以太网控制器；5、可编程逻辑控制器；6、硬件看门狗；7、串行通讯接口 ；81、第一外部扩展接口 ；82、第二外部扩展接口。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0033]如图1所示，本实用新型所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台包括微处理器I和双闪速存储器，所述微处理器I包括SDRAM动态随机存储控制器11、GPCM总线控制器12、Nand闪速存储器控制器13和UART串行通讯控制器14 ;所述双闪速存储器包括Nor型闪速存储器31和Nand型闪速存储器32，该Nor型闪速存储器31与GPCM总线控制器12连接，该Nand型闪速存储器32与Nand闪速存储器控制器13连接；所述SDRAM动态随机存储控制器11连接有SDRAM动态随机存储器2 ;所述GPCM总线控制器12还连接有两个以太网控制器4和可编程逻辑控制器5，该可编程逻辑控制器5连接有硬件看门狗6 ;所述UART串行通讯控制器14连接有串行通讯接口 7 ;所述以太网控制器4连接有第一外部扩展接口
81;所述可编程逻辑控制器5、硬件看门狗6和串行通讯接口 7连接有第二外部扩展接口
82;所述的第一外部扩展接口 81和第二外部扩展接口 82优选为20pin外部扩展接口。
[0034]所述微处理器I优选为三星公司基于ARM920T内核的S3C2440A微处理器，微处理器I有地址和数据总线，多个输入输出I/o脚，串行通讯控制器。
[0035]所述双闪速存储器包括一片Nor型闪速存储器31和一片Nand型闪速存储器32，Nor型闪速存储器31通过GPCM总线控制器12与微处理器I连接，Nand型闪速存储器32通过Nand闪速存储器控制器13与微处理器I连接。
[0036]所述SDRAM动态随机存储器2具有15位地址线和32位数据线，其通过SDRAM动态随机存储控制器11与微处理器I连接。
[0037]所述以太网控制器4为具有Local bus总线接口的10/100BASE-T快速以太网控制器，支持UTP通讯接口模式和FIBER通讯接口模式，通过GPCM总线控制器12与微处理器I连接。
[0038]所述串行通讯接口 7与UART串行通讯控制器14连接，该串行通讯接口 7连接至第二外部扩展接口 82上，对外提供三路5V电平的TTL串行通讯接口，用户可以利用第二外部扩展接口 82来进行二次扩展，并可以扩展为RS232接口，RS485接口，或者RS422接口等。
[0039]所述硬件看门狗6连接至可编程逻辑控制器5，并由可编程逻辑控制器5对其进行控制操作。硬件看门狗6是一个1.6秒定时限看门狗控制器，并可由软件编程实现对其进行打开，关闭，和喂狗操作。硬件看门狗6可以实现设备的无人值守工作，当系统软件死机后，可以由硬件看门狗6实现系统自启动功能。
[0040]所述可编程逻辑控制器5优选为Altera公司的CPLD可编程逻辑控制器，通过GPCM总线控制器12与微处理器I连接。可编程逻辑控制器5内部可编程，并可实现软件加密，看门狗控制，系统硬件设置功能，通讯核心和用户客户端握手功能和扩展I/O功能。
[0041]所述第一外部扩展接口 81和第二外部扩展接口 82为两个单排20pin 2.54mm间距插针，功能上为向用户开放的二次扩展功能接口。开放的二次扩展功能包括:串行总线通讯功能(串行总线通讯可以扩展为RS232，RS422，RS485三种模式)，以太网通讯功能(以太网通讯可以扩展为UTP和FIBER两种模式)，硬件看门狗6控制功能，系统硬件设置功能，通讯核心和用户客户端握手功能，和扩展I/O功能。
[0042]所述微处理器I具有15位地址线和32位数据线用于连接SDRAM动态随机存储器2，具有26位地址线和16位数据线连接Nor型闪速存储器31，具有2位地址线和16位数据线连接以太网控制器4，具有6位地址线和8位数据线连接可编程逻辑控制器5。微处理器I中集成的UART串行通讯控制器14连接第二外部扩展接口 82，实现平台与其它串行设备之间的通讯。以太网控制器4连接第一外部扩展接口 81，实现平台与其它以太网接口设备的通讯。可编程逻辑控制器5连接第二外部扩展接口 82，实现平台与其它逻辑设备之间的通信。
[0043]上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:包括微处理器和双闪速存储器，所述微处理器包括动态随机存储控制器、总线控制器、闪速存储器控制器和串行通讯控制器，所述双闪速存储器与总线控制器和闪速存储器控制器连接； 所述动态随机存储控制器连接有动态随机存储器； 所述总线控制器连接有以太网控制器和可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器连接有硬件看门狗； 所述串行通讯控制器连接有串行通讯接口； 所述以太网控制器、可编程逻辑控制器、硬件看门狗和串行通讯接口连接有外部扩展接口。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述动态随机存储控制器为SDRAM动态随机存储控制器。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述总线控制器为GPCM总线控制器。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述闪速存储器控制器为Nand闪速存储器控制器。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述串行通讯控制器为UART串行通讯控制器。
6.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述动态随机存储器为SDRAM动态随机存储器。
7.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述双闪速存储器包括Nor型闪速存储器和Nand型闪速存储器，该Nor型闪速存储器与总线控制器连接，该Nand型闪速存储器与闪速存储器控制器连接。
8.根据权利要求1所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述以太网控制器至少为一个。
9.根据权利要求1至8任一项所述的基于嵌入式的电力系统智能通讯平台，其特征在于:所述外部扩展接口包括第一外部扩展接口和第二外部扩展接口，该第一外部扩展接口与以太网控制器连接，该第二外部扩展接口与可编程逻辑控制器、硬件看门狗和串行通讯接口连接。
【文档编号】H02J13/00GK203734381SQ201420153468
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】汪磊 申请人:深圳市昇伟电子科技有限公司