基于RTOS与DSPs的微机保护装置

它是一种具有哈佛结构，精简指令（RISC）的CPU。

DSPs片内有多条地址、数据和控制总线，可进行流水线操作，提高了CPU的处理能力；有硬件乘法器，乘法计算可由一条指令来完成；有专门的指令，进行数据处理；有DMA传输通道。其外部硬件部分和MCU相同，由地址、数据和控制三总线组成。在软件开发上，能更好地支持模块化编程。

市场上有多种DSPs可供我们选择。如：TI公司的TMS320系列、ADI公司的ADS系列、MOTOROLA公司的DSP系列等。

DSPs的使用，可极大地缩短数据处理的计算时间，不但可以完成数据采集、信号处理功能，还可完成运算、控制等功能。

4 RTOS与DSPs在微机保护装置中的应用

我们采用美国ATI公司的Nucleus Plus实时操作系统，DSPs选用美国TI公司的TMS320C32，开发了一系列的中低压保护装置。

Nucleus Plus是实时、抢先、多任务的内核。大约95％的Nucleus Plus程序是用ANSIC编写的，容易移值。我们以Nucleus Plus为开发平台，采用C语言和汇编语言混合编程，进行软件开发。

我们针对保护装置的实际情况，把整个系统分成保护、自检、显示、通信等几个任务，并把保护任务设置成最高优先级。各任务间彼此独立运行，任务间的通信通过全局数据或发送消息来实现，任何一个任务出现运行异常，其它任务正常运行。任务程序的结构如下代码所示：



TMS320C32是32位的芯片，可进行浮点数运算。图3是以TMS320C32为核心构成的微机保护装置硬件系统原理图，在这个系统中，TMS320C32完成采样、计算、保护逻辑判断及控制等功能。

在保护装置开发中，通过使用RTOS，可进行并行开发，缩短了开发周期；任务间彼此独立，系统的可靠性得到了提高。DSPs的使用，提高了运算精度和速度。总之，保护装置的整体性能上了一个台阶。  


  
5 结束语

继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要手段。计算机化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化是继电保护技术发展的趋势。RTOS和DSPs应用在继电保护装置中，会使保护性能更加完善、可靠，更有效地担当起确保电网安全的重任。