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《基于fpga仿真模拟技术的智能电表软件可靠性测试系统设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于FPGA仿真模拟技术的智能电表软件可靠性测试系统设计*杜蜀薇1,赵兵2,孔令达2,岑炜2(1.国家电网公司,北京100031;2.中国电力科学研究院,北京100192)摘要:针对智能电表软件可靠性测试问题,设计了一种基于FPGA仿真模拟技术的智能电表软件测试系统,采用FPGA模拟智能电表外围电路各功能芯片,实现了智能电表的软件可靠性测试。之后,对该测试系统进行了性能验证,验证结果表明:基于FPGA仿真模拟技术的智能电表软件测试系统可测试出不同厂家的智能电表在极限情况下存在的深度软件缺陷,有效提高了智能电表软件成熟度和可靠性,减少了智能电表批
2、量运行故障。关键词:智能电表;软件测试系统;FPGA;仿真;可靠性中图分类号:TM93文献标识码:B文章编号:1001-1390(2017)21-0000-00DesignofthesmartmetersoftwarereliabilitytestingsystembasedonFPGAsimulationtechnologyDuShuwei1,ZhaoBing2,KongLingda2,CenWei4(1.(1.StateGridCorporationofChina,Beijing100031,China.2.;ChinaElectricPo
3、werResearchInstitute,Beijing100192,China)(2.Abstract:Accordingtothesoftwarereliabilitytestingproblemofthesmartmeters,thispaperhasdesignedasmartmetersoftwarereliabilitytestingsystembasedonFPGAsimulationtechnology,whichusingadoptstheFPGAtosimulatethevariousfunctionalchipsofper
4、ipheralcircuitmartmeter,soastorealizethesoftwarereliabilitytestingofthesmartmeters.Then,ithasverifiedtheperformanceofthetestingsystem.Verificationresultsshowthat,itcantestthedepthsoftwaredefectsfordifferentmanufacturersof'smartmeterswhenthesmartmetersbeinginlimitcondition.Th
5、esmartmetersoftwarereliabilitytestingsystemhaseffectivelyimprovedthematurityandreliabilityofsmartmetersoftware,andreducedthebatchfailureofsmartmeters.Keywords:smartmeter,softwaretestingsystem,FPGA,simulation,reliability0引言随着用电信息采集系统的全面建设,大量智能电表已投入到现场应用中。截至2016年末,全国范围内已累计安装智能
6、电表4亿多只,每年新增智能电表安装数量达6000万只,智能电表的安全可靠管理问题一直是电力部门深切关注的问题[1-4]。目前,智能电表供应商数量已经达到100多个,规模有大有小,设计能力参差不齐,智能电表投入运行的数量又极其庞大。如此大规模的智能电表投运后,其运行可靠性对电力企业的经营效益和社会形象影响非常大。*基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFB0802905)智能电表现场运行数据表明,依据已有技术标准进行的常规功能性检测虽然在一定程度上确保了智能电表的供货质量,但无法排除其在典型环境下的潜在软件隐性故障。这些故障一旦发生,就是同一
7、软件批次的所有智能电表的批量故障,所引发的后果将不堪设想,在给电力公司带来经济损失的同时,也损害了用户的切身利益。因此,亟需深入研究智能电表软件可靠性测试技术,提高智能电表软件成熟度和可靠性,减少智能电表运行故障[5]。FPGA技术具有使用灵活、高数据处理能力、高运行速度和高可靠性等技术优势,已广泛应用于航空航天[6]、军事[7-8]、通信和交通[9]等领域中。目前,智能电表主要由MCU、计量单元、存储单元、安全单元等部件组成,大多数功能都是通过嵌入式软件来实现的[10-11]。为了验证智能电表嵌入式软件的可靠性,设计了一种基于FPGA仿真模拟
8、技术的智能电表软件测试系统。该系统采用FPGA技术,通过模拟智能电表各功能芯片的运行工况,通过观察MCU对模拟板的操作实现智能电表的软件可靠性测试。1