基于ARM与μClinux系统的RTU设计

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图3给出了SJA1000与RTU母板总线的连接关系。SJA1000总线兼容TTL电平，数据总线和中断信号线有驱动能力，可以直接与母板总线接口。由图3可见，从RTU母板总线上扩展测控电路简单方便。
　　

基于母板总线的其它模块扩展方法类似。

2 RTU软件设计
　　

μClinux从linux操作系统改进而来，适合运行在S3C4510B这种无内存管理单元MMU的处理器中。基于工控机-linux的RTU程序，可以很方便地移植到ARM-μClinux设计的RTU中。
　　

RTU程序的开发，包括应用程序开发和驱动程序开发两部分，全部采用C语言编写。

2.1 RTU应用程序调试
　　

使用JTAG仿真器工具和相应工具软件，将μClinux操作系统烧写到主板模块的Flash中。μClinux在主板模块上运行后，可以使用μClinux提供的工具软件在Flash上更新自身及应用程序。
　　

连接PC机的串口与主板模块的串口0。用Windows超级终端，与主板模块建立交互关系。将主板模块与PC机接入同一个局域网，配置合适的IP地址。
　　

使用文件传输服务工具FTP或TFTP，将PC机编译的μClinux应用程序下载到主板模块/ramdisk目录中，改为可执行属性后执行。应用程序中加入printf()函数，输出执行过程中的调试信息。

2.2 JFFS2文件系统应用
　　

JFFS2(The Journalling Flash File System, version 2)是一种为嵌入式系统Flash存储文件而设计的文件系统。μClinux编译选项，加入JFFS2文件系统。将2MB的Flash分成mtd0和mtd1两个区，各为1MB。mtd0是从0地址开始的存储空间，用于存储μClinux操作系统镜像文件。mtd1用于存储应用程序。μClinux的/dev目录中，有字符型设备文件mtd0、mtd1和对应的块设备文件mtdblock0、mtdblock1。
　　

有了JFFS2文件系统支持，使用文件拷贝操作方法，即可将RTU的操作系统和应用程序在Flash上更新。RTU的开发和现场调试，可以脱离JTAG仿真器工具，给RTU开发和维护提供了方便。

2.3 更新μClinux的步骤
　　

(1)用FTP传输操作系统文件IMAGE.ROM到/ramdisk/目录；(2)擦除mtd0分区：eraseall /dev/mtd0；(3)将IMAGE.ROM写入mtd0：cp/ramdisk/IMAGE.ROM/dev/mtd0。
　　

当提示操作完成后，复位主板模块即运行新的操作系统。由于μClinux操作系统在SDRAM中运行，更新操作系统过程中不能停电。

2.4 应用程序在Flash上的更新与执行
　　

(1)安装mtd1分区：mount-t-jffs2 /dev/mtdblock1/mnt。此操作将mtd1分区按块设备方式安装在μClinux的/mnt目录中。在/mnt目录中添加的文件，存储在Flash中，不会因掉电而丢失。(2)将应用程序myapp下载到/ramdisk目录，然后cp /ramdisk/myapp /mnt。即完成了应用程序在Flash上的更新。(3)修改文件属性：chmod 755 /mnt/myapp。(4)执行文件：./mnt/myapp。
　　

μClinux启动后，读取并执行/proc/rc文件中的命令。要使myapp应用程序自动执行，在rc文件中，加入
　　mount -t jffs2 /dev/mtdblock1 /mnt
　　./mnt/myapp
　　系统启动后，自动安装mtd1分区，执行应用程序myapp。
　　

基于本文设计的RTU，连接到一个电网数据采集与监控系统，经试运行，性能稳定可靠。证明文中设计的RTU的原理是正确的。

参考文献
1 严亚勤，吴文传，张伯明. 基于嵌入式Linux的网络RTU[J]. 电力自动化设备,2004;24(9):27～29
2 μm_s3c4510b_rev1.pdf. www.samsung.com.
3 皱思秩.嵌入式Linux设计与应用[M].北京：清华大学出版社，2002.第1版