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交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

2019年11月08日 文章来源:网络整理 热度:116℃ 作者:刘英

智能变电站改变了数据采集的方式,一次设备集成的采集器负责数据采样,然后通过光以太网将采样数据以网络报文的形式发送给二次设备。二次设备需要多个网口接收采样数据报文,尤其是集中式录波装置和网络记录装置一般需要8个左右的光以太网采集口,而在GOOSE报文点对点接入方式下需要的光以太网就更多了。以往嵌入式CPU没有这么多网口,于是采用交换芯片扩展以太网接口就成为首选方案。

1设计方案及平台介绍

1.1设计平台基础

硬件采用POWERPC为核心,主频为800 MHz,支持两个RGMII接口;软件采用嵌入式Linux,内核版本为2.6. 25.

1。2设计方案

系统硬件以PowerPC CPU为核心,外围模块包括内存、SATA硬盘、LED指示灯、NORFlash、扩展网口的交换模块、JTAG调试口、串口控制台、独立的千兆以太网口。

系统框图如图1所示。主要功能如下:

①其中大容量内存用于Linux系统及应用程序运行,以及网络报文数据和录波数据缓冲;

②SATA硬盘用于报文数据和录波数据记录存储、Linux根文件系统存储;

③LED指示灯用于指示程序运行状态;

④Nor Flash用于Linux内核和U-boot存储;

⑤交换模块对外负责接入8个百兆光以太网口,CPU通过RGMII数字接口相连,将8个百兆光以太网口采集的数据汇集到CPU;

⑥JTAG调试口用于硬件调试;

⑦串口控制台,用于程序及驱动调试;

⑧独立的千兆以太网口负责和后台通信。

交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

图1 系统框图

2基本驱动程序设计

交换芯片厂家提供交换芯片的驱动、SDK源码、例子,但是没有针对本平台的解决方案,基本驱动需要实现上层函数对交换芯片进行配置操作,实际网络驱动只需要把相应端口配置好,在Linux设备树文件中定义好,就可以使用Linux通用网络驱动进行网络通信。

2.1 mii_read/mii_write接口函数实现

mii_read/mii_write是上层函数对交换芯片配置操作的函数,通过RGMII硬件接口实现。在Linux系统中对硬件操作不能有上层函数直接访问,需要通过驱动接口实现上层函数对底层硬件的访问,本方案通过设备属性文件的读写实现对底层硬件端口的配置读写。具体步骤如下:

①在内核层,利用Linux的device_attr(),在文件系统中增加设备属性。内核代码需要修改的文件为Gianfar_mii。c。

◆定义sysfs_reg_io函数实现硬件直接读写,本处文件读写传递参数为字符串,故需要相应转换。

交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

◆绑定设备属性文件reg_io,对其读写实际执行的是sysfs_reg_io.

staTIc DEVICE_ATTR(reg_io,S_IWUSR | S_IRUSR,sysfs_reg_io,sysfs_reg_io);

◆在int gfar_mdio_probe(struct devrice*dev)添力口以下代码中的实现设备属性文件到系统。

dev_set_drvdata(dev,new_bus);

device_create_file(dev,

②在用户层需要修改mii_read/mii_write函数的具体实现,示例代码采用的是硬件直接访问,本处需要使用对reg_io文件的读写实现,注意传入参数需要和sysfs_reg_io函数的处理一致。具体修改哪个文件,在不破坏SDK接口的情况下查找相应函数名修改,修改后代码如下:

交换芯片在智能电网录波及网络记录装置中的应用

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