基于双核嵌入式处理器的信号处理系统及其双核交互方法与流程

本发明涉及配电网终端信号核心处理平台的应用领域，特别涉及基于双核嵌入式处理器的信号处理系统及其双核交互方法。

背景技术：

近些年来，随着智能配电网的深入建设，我国的智能电网覆盖率逐渐提升，预计到2020年实现全覆盖。在智能电网建设的要求下，尤其是国家电网公司以打造“安全可靠、融合高效”为技术目标，以需求为导向、检测为保障，主要面向配电网建设改造中的增量设备，按照总体设计标准化、功能模块独立化、设备互换灵活化的思路，优先解决配电自动化建设中面临的一二次接口的兼容性和扩展性、终端新增计量功能、遥信抖动等迫切问题，分阶段推进配电设备一二次融合工作。智能电网的快速发展，提出了新型就地馈线自动化(fa)、自适应重合闸、分布式fa等复杂的逻辑判断，单相接地新算法判定配电网各种接地方式(中性点经高祖接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地等)的接地故障；所有以上新发展带来的新功能、性能需求，必须要有高性能、运算速度更快、高可靠的核心处理器系统平台。

以往平台往往采用双cpu的方式，一个cpu(dsp)实现数据采集处理，另外一个cpu(arm)实现通信、数据存存储，两个cpu之间通过spi总线连接。主要存在的缺点是：

1)当使用比较复杂的控制功能如分布智能功能时，保护数据通过arm芯片的网口送出，增加了数据传输环节；

2)1588精确对时功能的支持不是很好，dsp侧较难实现。

3)成本和开发工作量均较大，维护麻烦。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于双核嵌入式处理器的高速数字、模拟信号处理，以新型同构双核处理器为核心的具有强大处理能力、高数据吞吐率、高速存储的可独立工作核心信号处理系统及其双核交互方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

基于双核嵌入式处理器的信号处理系统，包括双核嵌入式处理器，所述双核嵌入式处理器包括第一内核和第二内核，所述第一内核采用ucos操作系统，负责配电网故障监控及故障隔离，第二内核采用linux操作系统，负责具有通信功能的电力配电网终端产品平台的解决方案。

进一步的，所述双核嵌入式处理器连接有对外通信串口、对外以太网接口、usb接口、can接口、java调试接口、dram/norflash/spiflash存储模块、开关量输入/输出模块、rtc模块、看门狗监视回路模块、温度检测模块及adc处理模块中的一个或多个模块，还包括为各模块供电的电源模块及用于监测电源电量及可给出报警信息的电源监控模块。

进一步的，所述温度检测模块与所述双核嵌入式处理器之间采用双线i²c接口进行数据交换，可实时检测该信号处理系统的温度，便于全面的掌握系统的运行状况。

进一步的，所述adc处理模块为16路16位同步采样adc处理模块，该adc处理模块具有双极性，同步采样，可实现90db的信噪比。

进一步的，所述电源模块包括一dc-dc电源模块，该dc-dc电源模块用于将外部提供的dc5v电源转换为各用电模块所需的至少一种等级电压值，并且该电源模块的模拟地与数字地分开设置，通信电源与双核嵌入式处理器的电源相互隔离设置。

基于双核嵌入式处理器的信号处理系统的双核交互方法，包括：第一内核首先启动，并使用中断方式通知第二启动；第一内核启动时间＜0.2s；第二内核启动时间≤5s。

进一步的，所述双核嵌入式处理器采用型号为adsp-bf606的双核嵌入式处理器，第一内核作为发送端，装载“设置信息类型”、“填充信息内容”、“确定信息长度”，通过函数“push_msg()”给可交互使用的l2sram存储器，第二内核通过函数“pop_msg()”从l2sram存储器取到“设置要接受的信息类型”，完成交互。

进一步的，在所述第一内核和所述第二内核进行相互之间的信息交互之前，需对系统运行程序进行复位，复位程序存储于所述norflash存储器中，复位程序执行包括：

1)硬件初始化，预置io口的模式和状态；

2)启动引导，首先引导实时操作系统，再引导linux操作系统；

3)操作系统升级和故障恢复。

本发明的有益效果为：本发明能够根据外部信号的接入不同选择不同的模拟信号通道，具有独立的高效率开关电源芯片提供电源、独立的jtag调试接口以及自带锂电池的rtc时钟电路、丰富的对外通信接口，可脱离整机系统单独运行，增加了此核心信号处理板的使用灵活性，可同时兼容多种产品的使用。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构框图；

图2为本发明具体实施例的双核交互机制示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，基于双核嵌入式处理器的信号处理系统，包括双核嵌入式处理器，双核嵌入式处理器包括第一内核core0和第二内核core1，第一内核core0采用ucos操作系统，完成实时性较高(小于0.3ms)的任务，主要负责配电网故障监控及故障隔离，第二内核core1采用linux操作系统，完成实时性要求不高的任务，主要负责具有通信功能的电力配电网终端产品平台的解决方案，包括完成网络及串口数据通信、历史数据存储、实现各种规约及规约转换、终端网管等功能。第一内核core0和第二内核core1使用片内全速的共享l2sram(256k-byteecc-protectedsram)进行相互之间的信息交换。

双核嵌入式处理器连接有4路对外通信串口、双路对外100m以太网接口、1路usb接口、1路can接口、java调试接口、128m-dram/16m-norflash/4m-spiflash存储模块、32路开关量输入模块/29路开关量输出模块、rtc模块、看门狗监视回路模块、温度检测模块及16路16位同步采样adc处理模块等模块中的一个或多个模块，还包括为各模块供电的电源模块及用于监测电源电量及可给出报警信息的电源监控模块。

温度检测模块与双核嵌入式处理器之间采用双线i²c接口进行数据交换，可实时检测该信号处理系统的温度，便于全面的掌握系统的运行状况。

电源模块包括dc-dc电源模块，该dc-dc电源模块用于将外部提供的dc5v电源转换为各用电模块所需的三种等级电压值，dc5v、dc3.3v、dc2.5v，满足系统多种电压需求，并且该电源模块的模拟地与数字地分开设置，通信电源与双核嵌入式处理器的电源相互隔离设置，以达到更好的信号采集、处理效果。

电源监控模块，实时监测dc5v、dc3.3v、dc2.5v，当三个电压有异常且超出额定值范围时，系统将告警。

adc处理模块为16路16位同步采样adc处理模块，该adc处理模块具有双极性，同步采样，可实现90db的信噪比，具有可选的过采样模式进一步增强了snr性能，减少了代码扩展，大大增强抗混叠能力。

单独的jtag调试接口，能够提供标准的ieee1149.1jtag测试访问端口(tap)，双排14pin接口形式，便于统一的仿真器接口调试。

双核嵌入式处理器采用型号为adsp-bf606的双核嵌入式处理器，每核工作频率高达500mhz。此处理器内部具有充足的存储空间：每核内置148kb的l1sram存储器(处理器内核可访问)，该处理器具有多奇偶校验功能；每核内置多达256kb的l2sram存储器，该存储器具有ecc保护功能动态存储控制器提供16位接口，可连接到单组ddr2或lpddrdram器件，各核内置16位mac、两个40位alu和一个40位器位桶形移位器；risc寄存器和指令模型，简化编程并提供编译相关的技术，支持高级调试、追踪和性能监控。每个mac在每个周期可以执行一个16位乘16位乘法，结果累加到40位累加器中，支持带符号和无符号格式、舍入及饱和。

基于双核嵌入式处理器的信号处理系统的双核交互方法包括第一内核core0首先启动，并使用中断方式通知第二启动；第一内core0核启动时间＜0.2s；第二内核core1启动时间≤5s。

如图2所示，第一内核core0作为发送端，装载“设置信息类型”、“填充信息内容”、“确定信息长度”，通过函数“push_msg()”给可交互使用的l2sram存储器，第二内核core1通过函数“pop_msg()”从l2sram存储器取到“设置要接受的信息类型”，完成交互。

在第一内核core0和第二内核core1进行相互之间的信息交互之前，需对系统运行程序进行复位，复位程序存储于norflash存储器中，复位程序执行包括：

1)硬件初始化，预置io口的模式和状态；

2)启动引导，首先引导实时操作系统，再引导linux操作系统；

3)操作系统升级和故障恢复。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。