? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機繼電保護測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的微機繼電保護測試儀設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“微機繼電保護測試儀“高壓設備供應商而努力。

? 微機繼電保護裝置在運行時(shí)要保證多個(gè)任務(wù)能夠有序、按時(shí)地完成，且有較高的實(shí)時(shí)性要求。如果在這種實(shí)時(shí)性要求較高且任務(wù)較多的裝置中，采用傳統的主循環(huán)加中斷的軟件模式，則很難保證任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求。而如果購買(mǎi)商用操作系統，價(jià)格昂貴，會(huì )大大增加開(kāi)發(fā)成本。近年來(lái)，由于一些開(kāi)放源碼免費RTOS 的出現使得中小用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單適用的 RTOS 成為可能。因此，在開(kāi)發(fā)微 機繼電保護裝置嵌入式軟件的過(guò)程中，研究這些源 碼開(kāi)放的嵌入式操作系統，構建適用于自己的小巧 靈活的嵌入式操作系統，不但可以保證任務(wù)有序運 行，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，而且還可以節約開(kāi)發(fā)成本。

? 裝置的硬件平臺本文設計的是 35 kV 以下線(xiàn)路的微機繼電保護裝置。采用美國Microchip公司生產(chǎn)的DSPIC33 系列, 帶DSP核的16 位 CPU。該CPU具有強大的數字處理能力和良好的管腳控制功能，具有兩個(gè)精度為 12 位的 A/D 控制器，共16 路通道。用戶(hù) 操作接口部分包括 8 個(gè)按鍵和一面 320×240 的液 晶, RS-485/RS-232 通信接口。裝置采用了三相交 流采樣技術(shù)、基于全波付氏運算的保護技術(shù)、可拆裝的保護邏輯實(shí)現技術(shù)，實(shí)現了變電站的電量計 量、繼電保護、微機控制、遠程通信等功能。

? 實(shí)時(shí)操作系統及其改進(jìn)

? 實(shí)時(shí)操作系統的選擇實(shí)時(shí)性是RTOS 區別于其他OS的一個(gè)重要特 征。RTOS 不但管理著(zhù)系統中的 MCU，I/O 設備、存儲器等硬件資源, 而且也為軟件系統提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)和運行平臺。目前, 實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的商用RTOS 種類(lèi)較多,但對于中小用戶(hù)來(lái)說(shuō)其價(jià)格卻相當昂貴， 而且技術(shù)支持不足，體積偏大。C/OS-Ⅱ是一個(gè)免費的微實(shí)時(shí)內核操作系統，具有提供源代碼、代 碼短小精練、采用搶占式優(yōu)先級調度方式等優(yōu)點(diǎn)，具有較強的通用性，只要對其中涉及具體硬件的代 碼稍作修改，就可以用于不同 MCU/MPU 的實(shí)時(shí) 系統中。

? C/OS-Ⅱ的改進(jìn)和移植

? 如果直接將C/OS-Ⅱ作為實(shí)現微機繼電保護 裝置功能的系統軟件運行平臺，不但需要較大的 RAM/ROM 存儲器空間, 而且整個(gè)系統性能也會(huì ) 因其在運行時(shí)占用的 2%~5%的CPU 資源而降低。 因此，在保證不降低性能的前提下，有必要對 C/ OS-Ⅱ作相應的改進(jìn)和完善。

? （1）滿(mǎn)足功能要求前提下，減少 C/OS-Ⅱ占 用的 CPU 和存儲資源。精簡(jiǎn)步驟：①刪除 C/OS- Ⅱ源碼中不需要的變量和函數，刪除相關(guān)函數中不 需要的語(yǔ)句；②減少任務(wù)的狀態(tài)數目。

? （2）內核調度方式的修改。由于所有的任務(wù)都 是事前已知的, 這樣就可以將內核中關(guān)于事件觸發(fā) 來(lái)調度任務(wù)的部分裁減掉, 也就是可以將內核中信 號量、郵箱、隊列等功能都裁減掉。

? （3）應用方面的改進(jìn)。將時(shí)鐘節拍函數 OSTimeTick 放到采樣中斷中處理，這樣既兼顧了系統 采樣任務(wù)的實(shí)時(shí)性需求，又能得到合適的時(shí)鐘節 拍，提高了 OS 內核的效率。對 C/OS-Ⅱ移植就 是使一個(gè)實(shí)時(shí)內核能在某個(gè)微處理器或微控制器上 運行。筆者成功地將 C/OS-Ⅱ移植到裝置的處理器上。改進(jìn)后的對比參數見(jiàn)表 1。

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