一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置，属于电力系统自动化领域。

背景技术：

IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。它通过标准的实现，实现了智能变电站的工程运作标准化。使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。不论是哪个系统集成商建立的智能变电站工程都可以通过SCD（系统配置）文件了解整个变电站的结构和布局，对于智能化变电站发展具有不可替代的作用。IEC61850包括MMS（制造报文规范）、GOOSE（面向通用对象的变电站事件）、SMV（采样测量值）等。其中GOOSE报文和SMV报文运用于对设备的采集和控制实时性要求高，它们是基于以太网帧进行数据的传输和控制。而MMS基于TCP协议进行数据的通信，实时性要求相对较低。

目前，基于单个CPU对IEC61850规约解析的方案，资源要求高，往往造成系统运行不稳定，实时性差。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺点，本实用新型提出一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置，根据上述不同协议的特点，通过两个处理器对交换芯片进行控制，将IEC61850协议进行分组，将GOOSE与SMV报文分为一组，MMS报文分为一组，将其分别映射到两个端口，由不同的CPU进行报文解析处理工作。通过交换芯片将不同报文映射到不同端口，实现多个CPU分类处理IEC61850协议，提高了GOOSE、SMV报文的实时性，也降低了单个CPU处理所有IEC61850规约的复杂程度和资源负担，从而提高了产品的可靠性和实时性。

本实用新型技术方案如下：

一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置，包括第一处理器、第二处理器和交换芯片。

第一处理器上设置有第一MII接口，第二处理器上设置有第二MII接口，第一处理器与交换芯片通过第一MII接口连接，第二处理器与交换芯片通过第二MII接口连接。

第一处理器为LINUX操作系统，第一处理器包括SMI接口，SMI接口与交换芯片相连接。第一处理器的SMI接口连接交换芯片的SMI接口，实现CPU对交换芯片的控制管理。

第二处理器为运行误操作系统程序的处理器。

交换芯片设置有以太网接口。

交换芯片设置有若干个千兆以太网接口（Gigabit Ethernet）和若干个快速以太网接口（Fast Ethernet）。

每个端口千兆以太网接口（Gigabit Ethernet）和快速以太网接口均设置有VLAN寄存器。

还包括背板总线，交换芯片通过背板总线与电力系统子站相连接。第一处理器用于对MMS报文的解析；第二处理器用于对GOOSE和SMV报文解析。

本实用新型的有益效果：

本实用新型根据不同协议的特点，通过两个处理器对交换芯片进行控制，将IEC61850协议进行分组，将GOOSE与SMV报文分为一组，MMS报文分为一组，将其分别映射到两个端口，由不同的CPU进行报文解析。通过交换芯片将不同报文映射到不同端口，实现多个CPU分类处理IEC61850协议，提高了GOOSE、SMV报文的实时性，也降低了单个CPU处理所有IEC61850规约的复杂程度和资源负担，从而提高了产品的可靠性和实时性，极大提高IEC61850报文解析处理能力。

附图说明

图1为本实用新型一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置结构示意图；

图2为本实用新型与子站连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种基于交换芯片的IEC61850规约转换装置，包括第一处理器、第二处理器和交换芯片。

第一处理器上设置有第一MII接口，第二处理器上设置有第二MII接口，第一处理器与交换芯片通过第一MII接口连接，第二处理器与交换芯片通过第二MII接口连接。

第一处理器为LINUX操作系统，第一处理器包括SMI接口，SMI接口与交换芯片相连接。

第二处理器为运行误操作系统程序的处理器。

交换芯片设置有以太网接口。

交换芯片设置有若干个千兆以太网接口（Gigabit Ethernet）和若干个快速以太网接口（Fast Ethernet）。

每个端口千兆以太网接口（Gigabit Ethernet）和快速以太网接口均设置有VLAN寄存器。

还包括背板总线，交换芯片通过背板总线与电力系统子站相连接。第一处理器用于对MMS报文的解析；第二处理器用于对GOOSE和SMV报文解析。

本实施例基于TI公司的ARM3352处理器与Marvell公司的MV88E6097F交换芯片，完成对IEC61850规约的协议解析处理工作。采用两片ARM3352处理器，两片ARM3352处理器通过MII接口连接到MV88E6097F交换芯片的两个端口上，实现对以太网数据帧的收发工作。第二处理器ARM3352运行LINUX操作系统，通过SMI接口对MV88E6097F进行端口划分，端口帧过滤，第二处理器ARM3352通过第二MII接口与MV88E6097F连接，实现对MMS报文的解析处理任务。第一处理器ARM3352内部运行误操作系统程序，通过第一MII接口与MV88E6097F连接，用于对GOOSE、SMV报文解析。通过该实用新型，可以极大提高IEC61850报文解析处理能力。提高产品的稳定性和实时性。

如图1所示，交换芯片MV88E6097F的快速以太网接口P0口（Fast Ethernet）用于和外部以太网连接，第一MII接口（P1）和第一处理器的MII口连接，第一处理器用于解析GOOSE、SMV报文。第二MII接口（P2）和第二处理器(LINUX操作系统)的MII接口连接，第二处理器用于处理解析MMS报文。SMI口与第二处理器的SMI接口相连，装置上电后，由第二处理器通过SMI接口对MV88E6097F进行设置。在MV88E6097F中，共有8个FE（Fast Ethernet）和3个GE（Gigabit Ethernet），每个端口各有一个Port Based VLAN寄存器。由于快速以太网接口P0口的接收到的数据帧要转发到第一MII接口P1和第二MII接口P2两个端口，因此，第二处理器对P0口的Port Based VLAN寄存器的低11位设置为0x6，表示将P0口数据帧转发到P1和P2口。P1口将数据帧转发到P0口， P1口的Port Based VLAN低11位为0x1。P2口将数据转发到P0口，因此将该端口寄存器的值同样设置为0x1。通过该设置，完成对基于端口的VLAN划分。保证数据帧的转发方向，如图1双向箭头所示。通过对ATU寄存器的操作，可以有效的将GOOSE、SMV报文和MMS报文分发到第一MII接口P1和第二MII接口P2两个端口。通过背板总线，与子站DI、DO进行通信，达到快读控制设备的效果，如图2所示。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。