智能終端軟硬件平臺設(shè)計(jì)

摘要：隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展和規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，成本壓力越來越大，供貨要求越來越嚴(yán)格。為了解決設(shè)計(jì)成本高，研發(fā)周期長，產(chǎn)品平臺化、序列化差的問題，提出了基于AT91SAM9260的終端軟硬件平臺的設(shè)計(jì)。該平臺利用AT91SAM9260的資源優(yōu)勢，整合國網(wǎng)集中器、配變監(jiān)測終端、負(fù)荷管理終端及未來智能終端的技術(shù)和功能特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了可同時(shí)滿足多類終端軟硬件需求的整合平臺，保證了公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)的高效性，為產(chǎn)品的開發(fā)和推廣提供了技術(shù)保障。
關(guān)鍵詞：AT91SAM9260；終端軟硬件平臺；嵌入式開發(fā)；Linux

0 引言
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力智能設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展規(guī)劃也在不斷完善，促使設(shè)備制造廠家的研發(fā)能力和技術(shù)水平不斷提高。為了適應(yīng)快速發(fā)展的電力設(shè)備制造行業(yè)，生產(chǎn)廠家都在尋找一種能快速響應(yīng)市場且開發(fā)成本較低的產(chǎn)品研發(fā)方案來應(yīng)對市場的需要，河南許繼儀表有限公司的智能終端軟硬件平臺(以下簡稱終端平臺)應(yīng)運(yùn)而生。
為了提高新產(chǎn)品研發(fā)效率，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的序列化、平臺化，許繼儀表有限公司通過多年的技術(shù)沉淀和經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品的開發(fā)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，基于AT91SAM9260核心處理器、Linux操作系統(tǒng)，SQLLITE數(shù)據(jù)庫開發(fā)出來了一個(gè)針對智能用電管理終端產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的嵌入式開發(fā)平臺，它支持集中器、配變監(jiān)測管理終端、負(fù)控控制管理終端、變電站數(shù)據(jù)采集終端以及未來智能終端等一系列產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)，為許繼儀表有限公司的終端開發(fā)提供了強(qiáng)大的開發(fā)平臺和可靠的技術(shù)保障。

1 現(xiàn)狀分析
因各地市場需求不同，產(chǎn)品需要針對不同的市場需求進(jìn)行定制，為了保證實(shí)現(xiàn)的速度和質(zhì)量，傳統(tǒng)的研發(fā)管理是1個(gè)市場(區(qū)域)安排一到幾個(gè)設(shè)計(jì)人員，由其全權(quán)負(fù)責(zé)該市場(區(qū)域)產(chǎn)品的更新或者需求變更的維護(hù)，通過人員戰(zhàn)術(shù)來解決市場的差異問題。這樣做不僅要浪費(fèi)大量的時(shí)間和人力，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量也很難保證，團(tuán)隊(duì)人員積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)也無法很好的利用和共享，因此急需要實(shí)現(xiàn)出一種能解決產(chǎn)品快速開發(fā)瓶頸的方法來處理這些難題。這其中包含3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
(1)避免過多的軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)間；
(2)保證多用戶需求的同時(shí)盡可能降低成本；
(3)設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不需要太多時(shí)間測試即可保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量；
(4)經(jīng)驗(yàn)的積累和傳承；如何能同時(shí)做到以上4點(diǎn)成了能否解決現(xiàn)存問題的關(guān)鍵。許繼儀表公司研發(fā)部經(jīng)過多年的研討和論證，最終通過實(shí)現(xiàn)終端軟硬件開發(fā)平臺的辦法來解決這個(gè)技術(shù)性難題。

2 平臺特點(diǎn)及優(yōu)勢
軟件開發(fā)平臺是一種軟件開發(fā)工具，以通用技術(shù)架構(gòu)(如MVC)為基礎(chǔ)，集成常用建模工具、二次開發(fā)包、基礎(chǔ)解決方案等而成?？梢源蠓s減編碼率，使開發(fā)者有更多時(shí)間關(guān)注客戶需求，在項(xiàng)目的需求、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試、部署、維護(hù)等各個(gè)階段均可提供強(qiáng)大的支持。平臺源于繁瑣的實(shí)踐開發(fā)過程中。開發(fā)人員在實(shí)踐中將常用的函數(shù)、類、抽象、接口等進(jìn)行總結(jié)、封裝，成為了可以重復(fù)使用的“中間件”，而隨著“中間件”的成熟和通用，功能更強(qiáng)大、更能滿足企業(yè)級客戶需求的軟件開發(fā)平臺應(yīng)運(yùn)而生。平臺是一段時(shí)間內(nèi)科研成果的匯聚，也是階段性平臺期的標(biāo)志，為行業(yè)進(jìn)入新的研發(fā)領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)。由于平臺對企業(yè)核心競爭力的提升非常明顯，目前國內(nèi)的管理軟件市場，軟件開發(fā)平臺的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。

3 終端平臺設(shè)計(jì)
為了提升公司的研發(fā)效率和實(shí)力，通過對儀表公司多年的研究和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整理，結(jié)合目前實(shí)際的研發(fā)情況進(jìn)行了終端軟硬件平臺項(xiàng)目的開發(fā)設(shè)計(jì)。平臺設(shè)計(jì)時(shí)一方面考慮產(chǎn)品研發(fā)的效率；另一方面考慮軟硬件開發(fā)過程中的耦合，最終將平臺劃分為3個(gè)部分：SGE800平臺硬件系統(tǒng)，平臺開發(fā)包，業(yè)務(wù)平臺。具體模塊劃分如圖1所示。

其中SGE800平臺硬件系統(tǒng)主要包括基于AT91SAM9260為核心的硬件平臺，該平臺利用9260自身豐富的資源優(yōu)勢，結(jié)合擴(kuò)展的硬件模塊電路組合而成。同時(shí)AT91SAM9260支持Linux和Wince兩種操作系統(tǒng)，給開發(fā)人員提供了更多的選擇，也方便原有資源的重復(fù)利用；
平臺開發(fā)包主要包括底層硬件驅(qū)動庫、數(shù)據(jù)庫操作封裝庫、任務(wù)調(diào)度庫3部分：業(yè)務(wù)平臺主要包括為業(yè)務(wù)功能提供服務(wù)的協(xié)議庫、常用函數(shù)庫及應(yīng)用層系統(tǒng)。
下面將詳細(xì)介紹各個(gè)部分的功能。
3．1 SGE800平臺硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件平臺基于AT91SAM9260核心處理器，利用其豐富的資源設(shè)計(jì)而成，平臺在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮多種應(yīng)用場合的硬件功能需求以及外圍功能的靈活配置及擴(kuò)展功能，最終實(shí)現(xiàn)的平臺接口及功能如圖2所示。

為了更好地做到平臺化，平臺硬件設(shè)計(jì)時(shí)就從模塊化考慮，將常用的硬件功能采用模塊化設(shè)計(jì)，并以模塊化電路的形式固化下來，通過對這些固化電路進(jìn)行嚴(yán)格測試并經(jīng)過現(xiàn)場長期驗(yàn)證后，最后才被放入硬件模塊庫中為以后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)所用，通過這種方式將常用的模塊電路進(jìn)行不斷積累和優(yōu)化。硬件平臺就是從這些合格的模塊電路中進(jìn)行篩選，并結(jié)合終端常用的功能及未來需要的功能進(jìn)行兼容性設(shè)計(jì)，滿足了產(chǎn)品最大化設(shè)計(jì)需求，然后通過采用配置文件的形式對硬件功能模塊進(jìn)行使能設(shè)置，滿足不同產(chǎn)品的硬件需求，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品平臺化、工程化的目的。