μc_os-ⅱ实时操作系统在继电保护装置中的应用

《μc_os-ⅱ实时操作系统在继电保护装置中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、譬：墨壁皇堡翌垫查万方数据pc／os—II实时操作系统在继电保护装置中的应用郭清元(广东电网公司东莞供电局，广东东莞523008)[摘要]介绍ttC／O§II实时操作系统的工作原理、结构组成及操作系统对CPU实现移植的方法，并通过软件设计实现了继电保护装置多种功能。关键词p．C／OS-II继电保护TCP／IP通信协议栈嵌入式实时操作系统多任务0引言随着变电站自动化系统对数字化要求的提高。继电保护装置上集成的功能越来越多，对应的软件设计也越来越复杂和繁琐，传统单线程软件设计存在明显不足：程序中任何一部分运行异常都可能导致系统

2、锁死。这对继电保护装置来说是绝对不允许的。特别是对于网络化的继电保护装置，需要嵌入式网络协议栈的支持。如果没有操作系统，网络协议栈的实现将十分困难。t,c／OS-II是专门为计算机的嵌入式应用而设计的实时操作系统，是基于静态优先级的占先式(preemptive)多任务实时内核。该内核具有一般多任务实时操作系统所具有的可移植、可固化、可裁剪、可剥夺等特性，适于作为微机继电保护装置的软件平台。1pC／OS-II实时操作系统介绍1．1实时操作系统的基本概念和原理实时操作系统(1HI)s)实质上是在嵌入式系统启动后执行的后台程序。

3、用户应用程序是运行于I讯】s上的任务，R砥蛉根据各任务的要求进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度和异常处理等工作。在RT()S支持的系统中，每个任务均有一个优先级，RH)s根据各任务的优先级动态切换各任务，以保证实时性要求。在实时内核下，任务问的通信是通过信号量和消息队列来实现的。信号量即是通行证，且数量有限，任务要运行下去，就要先拿到通行证。若信号鼋被别的任务占用，则该任务将被挂起，直到信号量被当前使用者释放。消息队列用于给任务发消息，通过内核提供的服务，任务或中断服务程序将消息放入消息队列；同样，一个

4、或多个任务可以通过内核服务从消息队列中得到消息。消息队列一般采用FIFO方式来收发数据。1．2ttc／os-n实时操作系统内核结构和各模块主要功能pC／()S-II实时操作系统由任务调度器、任务问通信模收稿日期：2010—08—30作者简介：郭清元(1972一)，工程师，从事电网调度运行和继电保护工作。241www．chinaet．netl电工技术块和中断模块组成，它们与用户任务的关系如图l所示。中断模块r—刊任务间通信模块r——’1任务调度器图1内核层次结构任务调度器：它的作用是切换各任务。并负责任务环境的保护和载入。当

5、任务A的使用权被任务B占有时。任务调度器先将任务A的环境(当前CPU的各寄存器值以及任务变肇)压人任务A的堆栈中，然后将任务B的环境从任务B的堆栈中弹出。实现任务的切换。任务问通信模块：当任务A或者中断模块要向任务B发送信号量以告知某个资源处于可用状态，且任务B正等待该资源时．任务A或者中断模块就要调用任务间通信模块，由任务调度器来实现任务间的切换。中断模块：通常实时操作系统要提供中断宏来简化用户中断程序。只要用户在中断程序中调用该中断宏，就可以方便地将中断服务程序嵌入到实时操作系统中。当中断返回时，它不一定回到当前被中断

6、的任务中，这是实时操作系统必备的特性。2pc／os-n实时操作系统的移植2．1目标硬件平台的介绍TMS320F2812是Tl公司最新用于工业控制的I)sP芯片，采用哈佛总线结构，内部SRAM和FI。ASH都采用多条总线来实现对内存的多次访问。该款DSP是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片，具有数字信号处理能力、事件管理能力和嵌入式控制功能。该芯片的指令周期为6．67ns，片内有18K×16SRAM和128K×16FLASH，配有事件管理器A、B，4个通用定时器，12位的高速模数转换器(AIX2)及2个异

7、步串口。2．2pc／os-ll的移植在基于实时操作系统的微机继电保护装置的开发中，最重要的工作之一就是操作系统对CPU的移植。,C／()S-lI大部分源代码用C语言编写，只有很少一部分用汇编语言编写，移植工作较简单。源代码中与CPU相关的文件主要有4个：C语言文件OS—CPU一(233．C、头文件IN—丝皇堡翌垫查璧薹冒万方数据CI。UDES．H、头文件OS—CPU—C33．H和汇编文件()s—CPU一(：33．ASM。移植工作就是针对这些文件做一些改动。下面以()S—CPU—C33．H为例介绍／K；／OS-II对TMS3

8、20F2812的移植。对于OSCPU—C33．H文件，需要改动数据类型定义、堆栈增长方向和任务切换入口函数()S-TASK—SW()等。由于TMS320F2812本质j二只有32位无符号整数、32位有符号整数、32位单精度浮点数、40位扩展精度浮点数4种数据类型，因此移植中定义的8位、16化数据实际上都