智能電子設(shè)備硬件和軟件設(shè)計方案探討

白鑫

摘要：在智能電子設(shè)備設(shè)計過程中，需要從硬件設(shè)計以及軟件設(shè)計兩方面出發(fā)，才能夠保證電子設(shè)備的設(shè)計水平。因此，需要對硬件設(shè)計的相關(guān)理論知識和軟件設(shè)計過程中的重點內(nèi)容進行全面分析，同時要模擬軟件的具體運行情況，確保智能電子設(shè)備設(shè)計方案的完善性。

關(guān)鍵詞：智能電子設(shè)備;硬件設(shè)計;軟件設(shè)計

1 引言

在智能電子設(shè)備硬件和軟件設(shè)計過程中，需要對硬件設(shè)計的相關(guān)理論知識進行全面掌握，同時要加強軟件設(shè)計工作，提高智能電子設(shè)備軟硬件系統(tǒng)的整體運行水平。這樣才能夠保證智能電子設(shè)備運行的穩(wěn)定性以及安全性，充分發(fā)揮其在應(yīng)用過程中的積極作用。

2 智能電子設(shè)備硬件設(shè)計

在對智能電子設(shè)備硬件系統(tǒng)進行設(shè)計時，必須明確CPU是設(shè)計核心。CPU是硬件系統(tǒng)運行的核心處理器，主要根據(jù)處理器功能差異進行合理選擇。目前的處理器類型包括以下兩種：第一，DSPTMS320F2812。這一類型可以實現(xiàn)與工程相關(guān)的保護功能，同時能夠收集大量數(shù)據(jù)信息，完成仿真模擬作業(yè)。在實際運行中，可以有效采集模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)，并利用相應(yīng)的軟件程序完成仿真模擬過程，對最終的實驗結(jié)果進行分析。從而確定硬件的設(shè)計水平。此外，在DSP系統(tǒng)運行過程中，以具體的設(shè)計指令為基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)硬件自動操作功能，并根據(jù)相應(yīng)的程序完成命令判定和運行，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化控制目的。第二ARMS3C2510。在這一處理器應(yīng)用過程中可以搭載多種操作系統(tǒng)。目前受市場環(huán)境的限制，常用的系統(tǒng)為VXxworks操作系統(tǒng)。在實際運行中可以以具體的程序指令為基礎(chǔ)執(zhí)行任務(wù)。與此同時，對相應(yīng)的程序進行控制，實現(xiàn)數(shù)字化控制目的，自動化水平相對較高。在該處理器設(shè)計過程中，需要將軟件和硬件有效結(jié)合。DSP與ARM之間可以建立通信信息傳輸渠道。但是需要利用串行通信接口才能夠?qū)崿F(xiàn)信息通信功能。在ARM設(shè)置過程中，作為上位機應(yīng)用，DSP一般放置在下位機。并且要按照標準完成通信聯(lián)系[1]。

在CPU板設(shè)計過程的主要作用是保護功能，核心器件能夠完成多種作業(yè)。例如對15路模擬量可以將其中4條線路作為備用線路，而三條線路作為電流限制保護作用的線路，三條線路可以達到電流保護作用，最后一條線路作為保護電路。在16路開關(guān)量數(shù)據(jù)采集工作完成后，可以利用DSP軟件完成仿真模擬過程。利用軟件保護邏輯程序可以綜合分析和過濾所收集到的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)具體的情況采用aARM完成數(shù)據(jù)接收，利用DSP進行數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)階段，在硬件設(shè)計過程中，大多數(shù)ARM顯示器是以液晶顯示屏為主，在使用過程中的安全性和穩(wěn)定性都比較強，能夠提高信號捕捉的準確性，確保通信質(zhì)量可靠穩(wěn)定，提高信息聯(lián)系工作的穩(wěn)定性。隨著以太網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用通信回路，對以太網(wǎng)的依賴性相對較強，需要雙以太網(wǎng)的技術(shù)支持，才能夠提高通信回路的整體性能，保證通訊安全，提高通訊服務(wù)的質(zhì)量水平。此外，在對數(shù)字信號處理裝置進行設(shè)計時，該裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不同器件之間聯(lián)系也比較緊密，可以利用相應(yīng)的接口完成數(shù)據(jù)傳輸過程，同時提高整體性。ARM能夠?qū)崿F(xiàn)的功能可以將其作為獨立的功能單元進行分類。在這一部件設(shè)計時，需要設(shè)計兩個接口，與DSP完成數(shù)據(jù)傳輸過程。其中ARM的外圍電路能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能并且可以進行獨立的數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸過程中還可以進行分析和過濾，完成相應(yīng)的任務(wù)。

3 智能電子設(shè)備軟件設(shè)計

在智能電子設(shè)備軟件設(shè)計過程中，需要確定軟件設(shè)計的總體方案，為后續(xù)軟件設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)。智能電子設(shè)備的軟件系統(tǒng)主要包括測控裝置數(shù)據(jù)、人機接口輔助數(shù)據(jù)、內(nèi)部通訊輔助數(shù)據(jù)以及打印通訊輔助數(shù)據(jù)等部分。其中數(shù)據(jù)映射模塊的主要作用是保護公用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。在其運行過程中，如果一方數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，另一方數(shù)據(jù)必須同步變化。因此，在初始化過程中，數(shù)據(jù)映射的實現(xiàn)變量地址是相互備份的。此外，在保護端進行數(shù)據(jù)更新時，數(shù)據(jù)賦值操作需要進行雙份復(fù)制操作。這樣才能夠?qū)ψ陨碜兞亢蛡浞輰Ψ降刂分赶虻淖兞客瑫r進行復(fù)制。在復(fù)制操作過程中，嵌入點分別為串行通信更新保護數(shù)據(jù)、MMS收到寫指示操作。VMD與智能電子系統(tǒng)之間保持數(shù)據(jù)相互更新，需要使DSP實現(xiàn)保護測控功能。而ARM的主要功能是與站控層以及間隔層相互通信[2]。

在智能電子設(shè)備運行過程中，必須創(chuàng)建發(fā)布者以及訂閱者信號量并完成初始化處理，對所有的MMS對象進行處理之后，需要接取配置文件自動生成對象數(shù)據(jù)庫，并完成保護數(shù)據(jù)映射，確保保護用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對象屬性以及對象數(shù)據(jù)庫能夠相互對應(yīng)。在數(shù)據(jù)映射完成后要以訂閱發(fā)布配置文件為基礎(chǔ)生成發(fā)布者以及訂閱者。如果選擇訂閱者。需要創(chuàng)建訂閱線程;如果選擇發(fā)布者需要調(diào)用發(fā)布函數(shù)之后，需要進入到MMS服務(wù)循環(huán)操作系統(tǒng)中。需要對某些事件進行處理，也可以及時發(fā)布服務(wù)報告服務(wù)以及日志服務(wù)，等到各線程結(jié)束后需要及時銷毀信號量，之后銷毀所有MMS對象，并完成服務(wù)過程。將服務(wù)過程進行準確記錄保存，這樣能夠形成完整的智能電子設(shè)備軟件流程。

4 結(jié)語

總而言之，在智能電子設(shè)備軟硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要全面提升電子設(shè)備的軟硬件整體性能。在硬件層面需要準確分析CPU的相關(guān)知識，并以CPU開發(fā)板為基礎(chǔ)開展設(shè)計工作。其中DSP的主要功能是完成數(shù)據(jù)收集和分析作業(yè)，可以保護整體的數(shù)據(jù)運算過程，同時能夠提應(yīng)提供相應(yīng)的硬件服務(wù)，在實際運行過程中利用有效的軟件按仿真模擬可以對數(shù)據(jù)進行更深入的管理和加密。而ARM層負責(zé)的工作比較多，需要完成不同期間之間的通信，同時其他核心器件之間的精密工作都需要利用ARM層進行控制。在軟件層設(shè)計過程中，需要以智能電子設(shè)備的實際情況，構(gòu)建智能電子設(shè)備軟件框架。同時要分析具體的運行流程，對軟件運行情況進行仿真模擬。根據(jù)當(dāng)前的市場發(fā)展情況，對設(shè)計的數(shù)字化保護裝置運行情況進行全面分析。設(shè)計完成后的智能電子設(shè)備能夠在繼電保護裝置中廣泛應(yīng)用，同時能夠提高裝置的安全性和穩(wěn)定性，市場反應(yīng)良好，運行狀況比較穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]張育，李軍.智能電子設(shè)備硬件和軟件設(shè)計方案[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（01）：84.

[2]劉錦華.對智能停車場系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（03）：87-88.