基于ARM与μClinux的RTU设计

嵌入式系统在电力系统变电所以及电气化铁道牵引变电所远动控制系统中,远程数据采集与监控终端(RTU)是关键设备,实现遥控、遥测、遥信等功能。采用工业控制计算机,扩展测控硬件接口电路,是RTU设计常见的方法,但是这种方法设计的RTU成本高、体积大、耗电大。采用80C196等单片机设计RTU,由于单片机的运算处理和硬件扩展等能力较低,影响RTU的性能。而基于ARM处理器设计的RTU,硬件上具有成本低、体积小、耗电省、处理能力强等优点;软件上由于采用μClinux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μClinux设计RTU已经成为一个热点。1RTU硬件电路设计1.1RTU总体结构RTU的核心部分是计算机,包括处理器、存储器、人机接口等。为了执行RTU的测控功能,需要扩展大量外围接口电路。不同变电所的测控对象数据差别很大。为了提高RTU的通用性,一种普遍采用的可行的办法是将测控电路模块化。根据模块化的设计思想以及S3C4510B和μClinux的特点,RTU硬件总体结构设计的原理框图如图1。[pic]各种电路按功能设计成相应模块,以母板总线为接口基础。主板模块以S3C4510B为核心。主要配置是:16M字节动态随机存储器SDRAM(两片HY57V651620B),2M字节的Flash(一片AM29LV160DB);处理器内部集成两个异步串行通信接口,串口0和串口1;一个10Mbps以太网接口;看门狗与复位电路(MAX507);RTU母板总线驱动电路。串口0作为控制台,用于调试;串口1接LCD显示屏和触摸展,实现当地监控的人机界面。测控接口电路主要有遥控模块、遥信模块(开关量采集)和遥测模块(模拟量采集)。遥控和遥信模块由母板总线直接扩展。遥测模块采用现场总线(CAN)通信接口。为