一种监控系统实时数据同步交换的新方法-本站.PDF

第32卷 　第12期 继 电器 Vol. 32 　No. 12 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 2004年6 月16 日 RELA Y J une 16 , 2004 51 一种监控系统实时数据同步交换的新方法 李 刚 ,王少荣 ,程时杰 (华中科技大学电气与电子工程学院 ,湖北 武汉 430074) 摘要 : 工控机在工业监控领域中得到广泛的应用 , 由多台工控机组成的工业监控系统往往存在多机数据交换 和综合的问题 。一般的解决办法是采取网络通信 ,但其实时性和同步性还不尽如人意 。本文从机箱总线扩展 的角度出发 ,提出用点对点的高速同步通信和内存映射的方法实现了工控机之间的实时同步互连 ,并成功应 用于实际工程中。 关键词 : 总线扩展 ; 　同步通信 ; 　内存映射 中图分类号 : TM73 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : (2004) 进行传送和处理 。 0 　引言 由于每个子站需要监测的状态量很多 ,对应的 在工业监控领域中 ,工控机由于其对环境的适 各种插件板数量也很多 ,并且根据装置使用现场的 应性好 、抗干扰能力强 ,且采用标准模块化设计 , 易 实际情况 ,这些插件板随机分布在多个机箱内。考 于进行功能扩展和更新 , 因而得到了广泛的应用 。 虑到每块插件板均具有独立的 CPU (主要是 DSP) , 对于比较大型的工业监控系统 , 由于所需要的插件 因而能在很短的时间内完成模拟信号采样到数字结 板数量很多 ,无法全部置于一个机箱中 ,这时候就需 果生成的整个处理过程 。在系统具有强大计算能力 要使用多个机箱 。需要指出的是 ,尽管各插件板分 的情况下 ,系统的数据交换和通信能力就决定了它 散于各个机箱之中 ,但这并不意味着它们因此以机 的工作节拍 。如果所有插件板都处于一个机箱内, 箱为单位构成独立的子系统 ,而是仍然平行地从属 插件板之间的高速数据交换是不存在困难的 ,利用 于整个监控系统 ,就像它们都置于一个能够提供足 双口RAM 和机箱底板总线所提供的高带宽和强大 够插槽的虚拟机箱中一样 。从这一点上说 ,机箱之 的寻址能力就可以实现 。然而 , 当插件板分布于多 间的物理界限在逻辑上可被看作不存在 ,系统各插 个机箱中时 ,如何迅速及时地将各个插件板的数据 ( 件的联系是紧耦合的 无论它们是否处于同一机箱 收集起来则需要解决两个关键问题 :一是机箱之间 ) 内 。显然 ,这样的系统往往要求具有机箱之间的实 必须具有高速通信信道 ;二是能够对各个机箱内的 时同步数据交换和通信的能力以及对处于不同机箱 插件板进行高效迅速的寻址 。 内插件板的可寻址能力 。 直接利用高速并行总线进行通信存在很多缺 本文利用点对点的高速同步通信和内存映射的 点 ,通信串行化是未来的潮流和趋势 。利用串行方 方法解决了这个问题 ,实现了机箱总线的实时同步 式实现机箱互连的一般做法是网络通信 ,具体方案 逻辑扩展 ,并将其成功应用于“湖南电网 GPS 同步 可以是工业 以太 网或新兴的总线标准如 USB 和 状态监控系统”之中。 IEEE