? 華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀的廠家，本公司生產(chǎn)的微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng)，以打造最具權(quán)威的“微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

? 微機(jī)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)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(tǒng)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(gòu)買商用操作系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，會(huì)大大增加開發(fā)成本。近年來(lái)，由于一些開放源碼免費(fèi)RTOS 的出現(xiàn)使得中小用戶自己開發(fā)簡(jiǎn)單適用的 RTOS 成為可能。因此，在開發(fā)微 機(jī)繼電保護(hù)裝置嵌入式軟件的過(guò)程中，研究這些源 碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)，構(gòu)建適用于自己的小巧 靈活的嵌入式操作系統(tǒng)，不但可以保證任務(wù)有序運(yùn) 行，滿足實(shí)時(shí)性要求，而且還可以節(jié)約開發(fā)成本。

? 裝置的硬件平臺(tái)本文設(shè)計(jì)的是 35 kV 以下線路的微機(jī)繼電保護(hù)裝置。采用美國(guó)Microchip公司生產(chǎn)的DSPIC33 系列, 帶DSP核的16 位 CPU。該CPU具有強(qiáng)大的數(shù)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 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(yùn)算的保護(hù)技術(shù)、可拆裝的保護(hù)邏輯實(shí)現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了變電站的電量計(jì) 量、繼電保護(hù)、微機(jī)控制、遠(yuǎn)程通信等功能。

? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及其改進(jìn)

? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的選擇實(shí)時(shí)性是RTOS 區(qū)別于其他OS的一個(gè)重要特 征。RTOS 不但管理著系統(tǒng)中的 MCU，I/O 設(shè)備、存儲(chǔ)器等硬件資源, 而且也為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)開發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)。目前, 實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的商用RTOS 種類較多,但對(duì)于中小用戶來(lái)說(shuō)其價(jià)格卻相當(dāng)昂貴， 而且技術(shù)支持不足，體積偏大。C/OS-Ⅱ是一個(gè)免費(fèi)的微實(shí)時(shí)內(nèi)核操作系統(tǒng)，具有提供源代碼、代 碼短小精練、采用搶占式優(yōu)先級(jí)調(diào)度方式等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的通用性，只要對(duì)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(tǒng)中。

? C/OS-Ⅱ的改進(jìn)和移植

? 如果直接將C/OS-Ⅱ作為實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù) 裝置功能的系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺(tái)，不但需要較大的 RAM/ROM 存儲(chǔ)器空間, 而且整個(gè)系統(tǒng)性能也會(huì) 因其在運(yùn)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(duì) C/ OS-Ⅱ作相應(yīng)的改進(jìn)和完善。

? （1）滿足功能要求前提下，減少 C/OS-Ⅱ占 用的 CPU 和存儲(chǔ)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(shù)，刪除相關(guān)函數(shù)中不 需要的語(yǔ)句；②減少任務(wù)的狀態(tài)數(shù)目。

? （2）內(nèi)核調(diào)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(nèi)核中關(guān)于事件觸發(fā) 來(lái)調(diào)度任務(wù)的部分裁減掉, 也就是可以將內(nèi)核中信 號(hào)量、郵箱、隊(duì)列等功能都裁減掉。

? （3）應(yīng)用方面的改進(jìn)。將時(shí)鐘節(jié)拍函數(shù) OSTimeTick 放到采樣中斷中處理，這樣既兼顧了系統(tǒng) 采樣任務(wù)的實(shí)時(shí)性需求，又能得到合適的時(shí)鐘節(jié) 拍，提高了 OS 內(nèi)核的效率。對(duì) C/OS-Ⅱ移植就 是使一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核能在某個(gè)微處理器或微控制器上 運(yùn)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(duì)比參數(shù)見(jiàn)表 1。

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