CN103970532A - 一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：对VxWorks操作系统进行源码模块设计；对VxWorks操作系统进行源码函数设计；对VxWorks操作系统进行源码编译。本发明提供的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，通过对嵌入式实时操作系统VxWorks操作系统进行特定设计，能够解决IEC61850协议转换设备操作系统占用存储空间过大、冗余模块过多等问题；使用基于此方法设计的VxWorks操作系统的IEC61850协议转换设备，具备结构简单、体积小、功耗低、可靠性高、可根据实际应用需求灵活修改等优点，同时增强了操作系统通信转换的可靠性，降低了电力系统通信的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，我国电力需求快速增长。在电力系统中考虑到通信方式的多元化以及智能电网发展的不确定性，要保证系统开发的可持续性及可扩展性，电能质量监测、智能电网调度、继电保护等电力行业场景需要高实时性、高可靠度的操作系统来保证通信的实时性和可靠度。在此背景下，嵌入式实时操作系统VxWorks在电力系统中得到了广泛的应用。
然而，现有针对实时操作系统VxWorks的设计方法，一般是利用操作系统的开发工具如Workbench进行模块化地删除，即将不需要的模块删除，但是该删除是在开发工具中执行的，因此该种删除方式只是形式上的删除，在操作系统内核库中该模块仍然存在，只是不被调用而已。采用开发工具进行配置删除设计操作系统的缺点有：被删除掉的模块并未从操作系统内核库中去除，而是作为冗余代码存在；因为冗余代码的存在，在应用软件发生异常时，可能进入冗余代码区域，从而引起系统异常，给电力通信带来了安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，通过对嵌入式实时操作系统VxWorks操作系统进行特定设计，能够解决IEC61850协议转换设备操作系统占用存储空间过大、冗余模块过多等问题；使用基于此方法设计的VxWorks操作系统的IEC61850协议转换设备，具备结构简单、体积小、功耗低、可靠性高、可根据实际应用需求灵活修改等优点，同时增强了操作系统通信转换的可靠性，降低了电力系统通信的安全隐患。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：对VxWorks操作系统进行源码模块设计；
步骤2：对VxWorks操作系统进行源码函数设计；
步骤3：对VxWorks操作系统进行源码编译。
所述步骤1中，对原始的VxWorks操作系统进行源码模块删除，包括将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录、与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录以及源码文件删除；并添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1-1：删除源码目录：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src\arch下，将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录删除；在源码目录src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录删除；
步骤1-2：删除源码文件：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码文件删除；
步骤1-3：添加源码目录及文件：在target\config下，添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
所述步骤2中，对经过源码模块级剪裁的VxWorks操作系统进行源码函数删除，包括将内核源码中未被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删除，并分别修改针对IEC61850协议转换设备的源文件、头文件、条件编译文件及板级支持包。
所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤2-1：删除源码函数：通过对VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件的分析，将VxWorks操作系统内核中不会被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删掉；
步骤2-2：删除操作系统配置文件：分析被删掉的VxWorks操作系统组件目录，将配置目录src\config下与被删除组件对应的配置文件删除；
步骤2-3：删除头文件：在头文件目录target\h下，删掉与被删除的VxWorks操作系统组件对应的头文件，删掉与被删除的源码函数对应的头文件及其对应的变量声明；
步骤2-4：删除条件编译文件：删除余下的源文件和头文件中与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的条件编译；
步骤2-5：修改板级支持包：根据IEC61850协议转换设备所采用的处理器对应的实际硬件接口设计相应板级支持包，以支持硬件并保证运行IEC61850协议转换软件。
所述步骤3中，对进行删除源码函数及修改板极支持包后的VxWorks操作系统源码进行编译，生成可下载的VxWorks操作系统内核。
在VxWorks操作系统的开发环境Workbench中，采用经过源码函数设计的VxWorks操作系统及相应组件创建VxWorks image工程，在内核组件管理中根据需求调整工程组件；配置完毕后使用Build编译该工程生成Vxworks映像文件，通过网口或串口下载到IEC61850协议转换设备中，上电运行，实现IEC61850协议转换。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过对VxWorks操作系统进行特定设计，能够解决IEC61850协议转换设备操作系统占用存储空间过大、冗余模块过多等问题；使用基于此方法设计的VxWorks操作系统的IEC61850协议转换设备，具备结构简单、体积小、功耗低、可靠性高、可根据实际应用需求灵活修改等优点，同时增强了操作系统通信转换的可靠性，降低了电力系统通信的安全隐患。
附图说明
图1是用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，本发明提供一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：对VxWorks操作系统进行源码模块设计；
步骤2：对VxWorks操作系统进行源码函数设计；
步骤3：对VxWorks操作系统进行源码编译。
所述步骤1中，对原始的VxWorks操作系统进行源码模块删除，包括将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录、与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录以及源码文件删除；并添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1-1：删除源码目录：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src\arch下，将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录删除；在源码目录src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录删除；
步骤1-2：删除源码文件：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码文件删除；
步骤1-3：添加源码目录及文件：在target\config下，添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
所述步骤2中，对经过源码模块级剪裁的VxWorks操作系统进行源码函数删除，包括将内核源码中未被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删除，并分别修改针对IEC61850协议转换设备的源文件、头文件、条件编译文件及板级支持包。
所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤2-1：删除源码函数：通过对VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件的分析，将VxWorks操作系统内核中不会被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删掉；
步骤2-2：删除操作系统配置文件：分析被删掉的VxWorks操作系统组件目录，将配置目录src\config下与被删除组件对应的配置文件删除；
步骤2-3：删除头文件：在头文件目录target\h下，删掉与被删除的VxWorks操作系统组件对应的头文件，删掉与被删除的源码函数对应的头文件及其对应的变量声明；
步骤2-4：删除条件编译文件：删除余下的源文件和头文件中与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的条件编译；
步骤2-5：修改板级支持包：根据IEC61850协议转换设备所采用的处理器对应的实际硬件接口设计相应板级支持包，以支持硬件并保证运行IEC61850协议转换软件。
所述步骤3中，对进行删除源码函数及修改板极支持包后的VxWorks操作系统源码进行编译，生成可下载的VxWorks操作系统内核。
在VxWorks操作系统的开发环境Workbench中，采用经过源码函数设计的VxWorks操作系统及相应组件创建VxWorks image工程，在内核组件管理中根据需求调整工程组件；配置完毕后使用Build编译该工程生成Vxworks映像文件，通过网口或串口下载到IEC61850协议转换设备中，上电运行，实现IEC61850协议转换。
下面基于兼容MIPS微处理器结合说明书附图对发明的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法进行补充说明。
对于处理器采用兼容MIPS微处理器如龙芯微处理器的IEC61850协议转换设备来说，
首先，将VxWorks的开发环境Workbench提供的源码目录target\src\arch下的mips文件夹保留，删除其他如arm、i86、ppc等与MIPS架构无关的文件夹。
然后，根据操作系统的应用即进行IEC61850协议转换仅仅保留与通信转换相关的组件，如网络netinet、netwrs、串口serial等，删除POSIX操作系统接口组件、事件记录event组件等。
在VxWorks的开发环境Workbench提供的源码目录target\config下添加龙芯微处理器所需的组件及配置文件，如配置文件config.h、硬件配置文件hwconf、编译文件makefile。
针对当前使用的龙芯微处理器，在头文件和源文件中具有各种处理器架构的条件编译，只保留与MIPS架构相关的条件编译的代码。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：对VxWorks操作系统进行源码模块设计；
步骤2：对VxWorks操作系统进行源码函数设计；
步骤3：对VxWorks操作系统进行源码编译。
2.根据权利要求1所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述步骤1中，对原始的VxWorks操作系统进行源码模块删除，包括将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录、与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录以及源码文件删除；并添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
3.根据权利要求2所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1-1：删除源码目录：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src\arch下，将与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的内核源码目录删除；在源码目录src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码目录删除；
步骤1-2：删除源码文件：对VxWorks操作系统的开发环境Workbench提供的源码目录target\src下，将与IEC61850协议转换设备不相关的操作系统组件对应的内核源码文件删除；
步骤1-3：添加源码目录及文件：在target\config下，添加与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构相关的VxWorks操作系统组件目录。
4.根据权利要求1所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述步骤2中，对经过源码模块级剪裁的VxWorks操作系统进行源码函数删除，包括将内核源码中未被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删除，并分别修改针对IEC61850协议转换设备的源文件、头文件、条件编译文件及板级支持包。
5.根据权利要求4所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤2-1：删除源码函数：通过对VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件的分析，将VxWorks操作系统内核中不会被VxWorks操作系统和IEC61850协议转换软件调用的函数删掉；
步骤2-2：删除操作系统配置文件：分析被删掉的VxWorks操作系统组件目录，将配置目录src\config下与被删除组件对应的配置文件删除；
步骤2-3：删除头文件：在头文件目录target\h下，删掉与被删除的VxWorks操作系统组件对应的头文件，删掉与被删除的源码函数对应的头文件及其对应的变量声明；
步骤2-4：删除条件编译文件：删除余下的源文件和头文件中与IEC61850协议转换设备所采用的处理器的体系结构无关的条件编译；
步骤2-5：修改板级支持包：根据IEC61850协议转换设备所采用的处理器对应的实际硬件接口设计相应板级支持包，以支持硬件并保证运行IEC61850协议转换软件。
6.根据权利要求1所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：所述步骤3中，对进行删除源码函数及修改板极支持包后的VxWorks操作系统源码进行编译，生成可下载的VxWorks操作系统内核。
7.根据权利要求6所述的用于IEC61850协议转换设备的VxWorks操作系统的设计方法，其特征在于：在VxWorks操作系统的开发环境Workbench中，采用经过源码函数设计的VxWorks操作系统及相应组件创建VxWorks image工程，在内核组件管理中根据需求调整工程组件；配置完毕后使用Build编译该工程生成Vxworks映像文件，通过网口或串口下载到IEC61850协议转换设备中，上电运行，实现IEC61850协议转换。
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