FET1052-C在配网自动化终端的应用
配网自动化
2019-11-09 10:13:00
FET1052
C在配网自动化终端的应用
FTU功能介绍：
1. 交流量采集：采集三相交流电压、电流（3U3I）；
2. 实现电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率的测量和计算；
3. 直流量采集，2路直流输入；
4. 状态量采集：开关状态、接地刀闸状态采集；
5. 113次谐波分量计算、三相不平衡度的分析计算；
6. 遥信输入（无源，24V）和遥控输出（合、分闸、常开触点）；
7. 事件顺序记录、历史数据、主站下发信息可当地存储；
8. 支持IEC 608705101、IEC 608705104、CDT92、DNP3.0、MODBUS 等多种常用规约（FTU参考设计不包含规约部分）；
9. 支持多种通讯方式，提供多路通讯接口，提供2路RS 232或2路RS485 +2 路 10M/100M自适应以太网口；
10. 配置GPRS模块；
11. 具备故障检测及故障判别功能：过流、过负荷；
12. 配备后备电源，当主电源供电不足或消失时，能自动无缝投入；
13. 具备对时功能，支持SNTP。
目前市面上很多客户采用MCU+MPU双处理器架构，以利用MCU的实时性和MPU上运行的稳定的网络协议和文件系统资源。 那么，我们是否可以把MCU+MPU的结构用一个MCU来替代？
答案是完全可以，本文就介绍一种单处理核心的FTU实现方案。
常规硬件方案框图如下:
本种方案的优点是 开发简单，将加密、文件系统、主站通讯协议等裸机开发有难度的部分放到嵌入式Linux系统开发，将有实时性要求的采集、遥控部分放到MCU开发。但是缺点也同样比较明显，就是成本的增加，随着FTU市场的不断的饱和，成本的PK决定未来产品的走向。
FET1052-C核心板基于NXP公司 i.MX RT1052跨界处理器设计,搭载ARM Cortex-M7内核，集微控制器的低功耗、易用性与应用处理器的高性能、高扩展性于一体。
主频600MHz（工业级528MHz），SRAM 512 KB(TCM)，SDRAM 16MB（可选32MB），QSPI-Nor Flash 4MB（可选16MB）。
1. 采用ADI公司的16bit ADC芯片AD7607-8，通过SPI扩展，做三相电流和三相电压检测，支持8通道同步采样，每个通道均能实现最高200Ksps，内置电压基准，支持真正±10V和±5V双极性信号输入。2路ADC检测直流量，电流检测会使用差分AD输入以提高精度；
2. 保留15-16个左右的GPIO口，作为遥信输入和遥控输出，以及状态检测和LED显示等；
3. ARM Cortex-M7处理器最高主频600MHz（工业级528MHz），支持单精度和双精度浮点单元FPU，可做谐波分量计算；
4. 引出4个UART口，其中2路作为RS232，2路作为RS485，其中一路UART可以连接GPRS模块或者4G模块，一路可接线损模块；
5. 双网口支持，一路网口通过i.MX RT1052片上的以太网控制器连接外接的PHY芯片KSZ8081，另一路通过UART外接自动配置以太网控制器w7500包含TCP/IP连接芯片.PHY嵌入式.变压器和RJ45，内嵌48位全球唯一MAC地址；
6. 1路IIC接口，可扩展外部RTC时钟芯片RX8010SJ，CPU自带RTC耗电量在mA级别，外扩RTC在nA级别延长电池使用时间；
7. FET1052-C核心板自带16MB SDRAM和4MB的QSPI NorFlash作为程序和数据空间；
8. 1路SPI接口外接国网ESAM芯片；
9. CPU自带两路CAN2.0B控制器，最高支持1MB/s速率；
10. 温度检测通过DS18B20实现，GPIO模拟单总线协议；
11. CPU内置看门狗定时器，支持0.5-128秒超时设置。
FTU参考设计软件实现：
FTU参考设计软件实现
❶ 使用Linux系统开发
■ 优势：可以降低开发难度，特别是在网络协议栈、文件系统存储方面。因为采用的Linux系统支持网络全协议栈，TCP/IP、UDP、FTP、Telnet、SNTP等多种网络协议。支持EXT3、EXT4、FAT32等文件存储格式，多任务并发处理模式可以多线程多进程方式开发，大大简化工程师的开发难度，而且移植方便。
■ 缺点：Linux操作系统是一个非实时操作系统，由于任务负载的不确定性导致中断响应时间延长，一般的响应时间的单位是ms级别，这在电力系统控制中是非常致命的。而且通常可运行Linux操作系统的CPU方案都带有MMU功能，主频以及内存、存储的配置偏高以维持正常的系统开销，这样无疑会增加产品成本。
❷ 基于飞凌移植的FreeRTOS实时操作系统开发
FreeRTOS是一个开源的、可移植的、小型的嵌入式实时操作系统内核。支持硬件实时内核、多任务无限制数量并发、任务通信、抢占式调度算法等特性。采用此系统开发不需要占用很大资源的存储以及CPU性能，且可以移植网络协议栈以及文件系统， 大大降低了产品的成本。
▼ 驱动支持列表：
|
Freertos_event |
任务等待事件 |
|
Freertos_queue |
基于消息传递的日志记录机制 |
|
Freertos_mutex |
互斥锁使用例程 |
|
Freertos_sem |
信号量使用例程 |
|
Freertos_sem_static |
信号量使用例程 |
|
Freertos_swtimer |
软件计数器及回调方法 |
|
Freertos_generic |
队列、软件、计数器、tick hook、semaphore综合例程 |
|
Freertos_tickless |
使用LPTMR延时唤醒或者硬件中断唤醒例程 |
|
Freertos_hello |
|
|
Freertos_lpi2c_eeprom |
IIC驱动 |
|
Freertos_spspi |
SPI驱动 |
|
Freertos_lpuart |
UART驱动 |
|
Freertos_lwip |
网络驱动 |
|
Freertos_sdcart |
SD、TF卡驱动 |
|
Freertos_usb_examples |
USB驱动 |
基飞凌FET1052-C核心板引脚PINMUX配置表详见附件！
附件地址（可点击获取）：
https://pan.baidu.com/s/12atFm3l5iTx4tBkSznXUpw
换一批
