原创 基于32位ARM芯片的电力负荷管理终端设计方案

基于32位ARM芯片的电力负荷管理终端设计方案<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

1、电力负荷管理终端设计方案的技术背景

根据国家电网公司关于电力负荷管理终端的最新要求和南方电网广电集团对电力负荷管理终端的技术要求，以及广东、重庆、四川等各省电网公司招标技术条件的要求，电力系统用户现在为了保证对电力负荷管理终端的技术先进性和可扩展性，对装置的系统平台提出了明确的技术要求：

“要求采用主流32处理器加嵌入式操作系统设计方案，以保证现场终端网络通信、负荷管理、数据存储、数据加密和压缩等复杂功能要求。投标方应详细应答投标产品的系统平台、架构及工作原理，并提供主处理器的有关技术资料作为参考。系统数据存储容量不小于2MByte。投标方应答投标产品的系统存储容量、数据存储容量以及操作系统及应用程序的存储容量，并说明其存储介质形式及生产厂商。”（来自广东、四川省电网公司的招标要求）

2、产品方案

我们采用模块式设计方式，将整个电力负荷管理终端分为三个独立部分：

l       主CPU模块

l       电表模块

l       GPRS通讯模块，<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />230M无线通讯模块，宽带通讯模块

主CPU模块通过串行接口和电表模块、GPRS/230M/宽带通讯模块交换数据，3个模块均为相对独立功能模块，通过模块式的结构首先可以对原来产品的成熟软、硬件部件有很好的继承，比如成熟的电表模块和GPRS/230M通讯模块。另一方面可以根据用户的不同需求灵活组成不同类型的产品：

l       带交流采样功能的GPRS终端

l       不带交流采样功能的GPRS终端

l       带交流采样功能的230M终端

l       不带交流采样功能的230M终端

l       具备较强控制功能的配变终端

在设计过程中三部分可以同步进行，加快产品开发进度。另一方面彼此相对独立的模块便于质量检验，容易保证产品设计质量、生产质量以及产品升级的速度和质量。

3．主CPU选型

主CPU我们原先考虑选用ATMEL公司的AT91系列ARM芯片AT91FR40008，主要是内部数据存储空间足够大（256K BYTE RAM），外扩8M BYTE存储体，可以满足1~8块表的抄表需求。CPU考虑大容量存储空间，存储空间一部分用来存储应用程序，应用程序要考虑程序远程下载，存储空间就要加倍考虑。存储空间的另一部分用来存储数据。

                        图1  CPU模块示意图

4、模板主要技术指标：

·         AT91FR40008（不外接RAM），FLASH存储体AT49BV6416

·         3个串口（TTL电平），加一片16C550

·         一片串行时钟（电池由板外引入）。

·         点阵液晶显示接口

·         一个可指示运行状态的LED。

·         未定义的IO端口全部连接到插针引脚上。

·         配套底层驱动软件，定时器、中断服务程序、FLASH的读、写、擦除软件包，时钟读写程序。软件在线下载程序。

·         外接电源3。3V。

·         工作温度：-40℃至70℃；工作湿度：5%－95%

5、产品成本

    采用本技术方案设计的终端产品，其中CPU部分硬件成本约400元（CPU、FLASH、CLOCK、16C550、LCD、开入、开出），量产后可以下降5%。