CN116578326A - 基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置及方法。本发明将处理器多个核心分为接口交互核、应用程序核和热备份冗余核。当某个应用程序升级时，将相关应用程序下载至热备份冗余核，并完成该核心的复位和功能自检，与运行的应用程序核形成双冗余或门运行模式，再退出原应用程序核功能并设置为热备份冗余核。与现有技术相比，在装置应用程序升级的全过程中，电力设备的保护控制功能全程在线，无需相关一、二次设备退出运行，也不会造成一次设备无保护运行状态，保障了电网安全稳定运行和供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电网自动化继电保护技术领域，具体的说是一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置及方法。
背景技术
在电力系统中，继电保护控制装置为7*24小时长期运行设备，运行寿命一般不低于12年，当由于功能修改或者软件缺陷修复时，需要对装置应用程序进行升级，目前行业内一般采用两种方式：
(1)一次设备停运后相关继电保护设备退出运行，并进行应用程序升级，升级完成后相关设备恢复运行，该方式需要一次设备停运，可能会用电用户的供电带来影响；
(2)一次设备不停运，相关继电保护设备临时退出运行，并进行应用程序升级，升级完成后尽快将设备投入运行，此方式在继电保护单套配置的情况下，造成一次设备存在无保护运行的情况，对电网安全稳定运行带来风险。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置及方法，能够实现应用程序的无缝在线升级，在升级全过程中保证主要保护控制功能持续在线，无需一次设备停运或一次设备无保护运行，保障了供电可靠性和电网安全稳定。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，包括接口交互核、热备份冗余核和一个或若干个应用程序核；所述接口交互核、热备份冗余核和应用程序核由所述多核处理器的各核心设置而成，且所述接口交互核、热备份冗余核和一个或若干个应用程序核之间通过核间数据交互总线连接；
所述接口交互核用于实现对外交互的接口功能，并对所述应用程序核和热备份冗余核进行在线升级过程监视及控制；
所述应用程序核用于运行其内部应用程序，完成对应的计算及逻辑判别功能，并在所述在线升级完成后，升级所对应的应用程序核设置为热备份冗余核；
所述热备份冗余核用于读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，进行在线升级，并在在线升级后，从核间数据交互总线获取输入信息，进行相应的计算及逻辑判别，在所述在线升级完成后设置为应用程序核。
优选的，所述对外交互的接口功能包括采样数据接口、I/O控制接口、外部通信接口和调试接口。
优选的，所述应用程序核包括保护功能核和测控功能核；所述保护能核用于完成保护计算及逻辑判别；所述测控功能核用于完成遥测、遥控、遥信、五防。
优选的，所述接口交互核用于通过调试接口接收待升级应用程序文件，判别所述待升级应用程序文件的合法性，并将合法的待升级应用程序文件存储到程序存储模块中；对所述应用程序核和热备份冗余核进行复位重启操作；待升级应用程序文件的校验；对在线升级后的热备份冗余核的运行状态进行监视并校验其输出；在确认无误后将数据输出接口设置为热备份冗余核输出与其对应的应用程序核输出的或门逻辑。
一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，包括以下步骤：
接口交互核通过调试接口接收待升级应用程序文件，判别所述待升级应用程序文件的合法性，并将合法的待升级应用程序文件存储到程序存储模块中；
热备份冗余核读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，并进行在线升级；
热备份冗余核进行复位重启，并在复位重启后，从核间数据交互总线获取输入信息，进行相应的计算及逻辑判别；接口交互核对热备份冗余核的运行状态进行监视并校验其输出，确认无误后，将数据输出接口设置为热备份冗余核输出与其对应的应用程序核输出的或门逻辑；
接口交互核将热备份冗余核对应的应用程序核退出运行并复位重启；
将复位重启后的应用程序核设置为热备份冗余核，原热备份冗余核设置为应用程序核。
优选的，所述热备份冗余核读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，并进行在线升级，具体为：
在接口交互核的触发下，热备份冗余核通过核间数据交互总线加载程序存储模块中的待升级应用程序文件；
接口交互核监视所述加载过程，并在加载完成后，进行在线运行。
优选的，所述待升级应用程序文件与处理器底层驱动程序为动态加载方式。
优选的，所述热备份冗余核进行复位重启前，还包括：
接口交互核根据应用程序核的接口配置镜像为热备份冗余核的接口配置，所述应用程序核为运行所述待升级应用程序文件所对应的上一版本应用程序的应用程序核。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.本发明采用多核处理器的AMP(非对称)架构，实现继电保护控制装置不同应用功能的解耦，通过接口交互核实现处理器与外设的统一数据交互和控制，并对其他核运行方式进行管理和状态监视；
2.本发明通过设置热备份冗余核，在不影响原有应用功能的情况下，实现了应用程序升级并无缝迁移，保障了装置在升级过程中的继电保护及控制功能持续在线，避免应用程序升级对供电可靠性和电网安全稳定运行带来的影响。
3.本发明具有较好的通用性和适应性。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为本发明一个实施例的典型装置结构示意图；
图4为本发明一个实施例的典型方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，对于装置的同构或者异构多核处理器，分为接口交互核(Core0)、应用程序核(Core1～Core m)以及热备份冗余核(Core n)。处理器核心个位为N个，其中N为大于等于3的整数。各核心之间通过核间数据交互总线连接。仅接口交互核实现处理器与外设的数据接口、I/O接口和其他接口功能，并与程序存储模块连接，可对于任一核心进行复位操作且不影响自身及其他核心正常运行。应用程序核与热备份冗余核在性能和接口方面一致，应用程序核完成保护、测控等数据计算及逻辑判别，热备份冗余核用于应用程序的升级并实现应用程序核的在线功能迁移。
如图2所示，一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，包括以下步骤(以应用程序1核(Core1)升级为例)：
(1)接口交互核(Core0)通过调试接口接收应用程序升级文件，校验通过后，下载至程序存储模块；
(2)热备份冗余核(Core3)通过核间交互总线加载拟升级的应用程序，并由接口交互核(Core0)监视加载过程，应用程序安装完成后，复位重启热备份冗余核(Core3)；
(3)热备用冗余核(Core3)复位重启后，从核间数据交互总线获取输入信息，并开始计算及逻辑判别；接口交互核对热备份冗余核的运行状态进行监视并校验其输出，其中运行状态监视根据程序中设置的异常状态量判断，校验输出通过比较热备份冗余核和实际正常运行核心输出状态的比较，包括模拟量计算的结果、逻辑量的状态(置1/置0)等，理论上在运行核心和热备份冗余输出结果相同，或者误差在允许范围内。
(4)接口交互核(Core0)校验热备用冗余核(Core3)工作状态及输出信息，外部接口数据输出设置为或门逻辑；
(5)接口交互核(Core0)将原应用程序核(Core1)退出运行并复位重启；
(6)应用程序核(Core1)设置为热备用冗余核，原热备用冗余核(Core3)设置为应用程序核。
其中，应用程序与处理器底层驱动程序为动态加载方式。处理器底层驱动程序即BSP，板级支持包，在本方案中是一般嵌入式装置的必要程序包之一，通常包括静态加载或者动态加载模式，本方案采用动态加载。接口交互核(Core0)统一控制处理器的所有外部接口设备。接口交互核(Core0)可设置其他核心对I/O等外部接口的控制逻辑。升级文件的校验及应用程序升级后运行状态由接口交互核(Core0)全程监视。
对于多核处理器的保护控制装置其典型系统如图3所示：Core0为接口交互核，作为处理器与外设交互的统一接口，包括采样数据接口、I/O控制接口、外部通信接口、调试接口等，并对其他核心进行统一管理，可动态设置其他核心的运行状态；Core1为保护功能核，完成保护计算及逻辑判别；Core2为测控功能核，完成遥测、遥控、遥信、五防等功能；Core3为热备用冗余核，用于在线升级。其中，五防是电力行业术语，表示“防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地开关)；防止带接地线(接地开关)合断路器；防止误入带电间隔”。通常电力系统变电站测控装置会配置相应的功能中一种或若干种。
如图4所示，此处以保护功能应用程序升级为例，本发明提出的一种基于多核处理器的保护控制装置应用程序无缝在线升级方法，实现步骤如下：
(1)通过调试接口下载待升级的保护应用程序，由Core0判别程序的合法性，通过校验后存储到NORflash芯片中；
(2)Core0触发Core3读取NORflash存储的可执行程序文件并进行在线升级；
(3)升级完成后，Core0根据Core1的接口配置镜像为Core3的接口配置，并对Core3进行复位重启；
(4)Core3重启后，Core0对Core3的运行状态进行监视，确认无误后，将外部接口数据输出设置为Core1和Core3的或门逻辑，即Core1和Core3均可完成保护功能并驱动继电保护跳闸；
(5)Core0对Core1进行复位重启，并设置为热备用冗余模式，其保护功能退出；
(6)Core1保护功能应用程序升级完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，其特征在于，包括接口交互核、热备份冗余核和一个或若干个应用程序核；所述接口交互核、热备份冗余核和应用程序核由所述多核处理器的各核心设置而成，且所述接口交互核、热备份冗余核和一个或若干个应用程序核之间通过核间数据交互总线连接；
所述接口交互核用于实现对外交互的接口功能，并对所述应用程序核和热备份冗余核进行在线升级过程监视及控制；
所述应用程序核用于运行其内部应用程序，完成对应的计算及逻辑判别功能，并在所述在线升级完成后，升级所对应的应用程序核设置为热备份冗余核；
所述热备份冗余核用于读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，进行在线升级，并在在线升级后，从核间数据交互总线获取输入信息，进行相应的计算及逻辑判别，在所述在线升级完成后设置为应用程序核。
2.根据权利要求1所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，其特征在于，所述对外交互的接口功能包括采样数据接口、I/O控制接口、外部通信接口和调试接口。
3.根据权利要求1所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，其特征在于，所述应用程序核包括保护功能核和测控功能核；所述保护能核用于完成保护计算及逻辑判别；所述测控功能核用于完成遥测、遥控、遥信、五防。
4.根据权利要求1所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的装置，其特征在于，所述接口交互核用于通过调试接口接收待升级应用程序文件，判别所述待升级应用程序文件的合法性，并将合法的待升级应用程序文件存储到程序存储模块中；对所述应用程序核和热备份冗余核进行复位重启操作；待升级应用程序文件的校验；对在线升级后的热备份冗余核的运行状态进行监视并校验其输出；在确认无误后将数据输出接口设置为热备份冗余核输出与其对应的应用程序核输出的或门逻辑。
5.一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，其特征在于，包括以下步骤：
接口交互核通过调试接口接收待升级应用程序文件，判别所述待升级应用程序文件的合法性，并将合法的待升级应用程序文件存储到程序存储模块中；
热备份冗余核读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，并进行在线升级；
热备份冗余核进行复位重启，并在复位重启后，从核间数据交互总线获取输入信息，进行相应的计算及逻辑判别；接口交互核对热备份冗余核的运行状态进行监视并校验其输出，确认无误后，将数据输出接口设置为热备份冗余核输出与其对应的应用程序核输出的或门逻辑；
接口交互核将热备份冗余核对应的应用程序核退出运行并复位重启；
将复位重启后的应用程序核设置为热备份冗余核，原热备份冗余核设置为应用程序核。
6.根据权利要求5所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，其特征在于，所述热备份冗余核读取程序存储模块中的待升级应用程序文件，并进行在线升级，具体为：
在接口交互核的触发下，热备份冗余核通过核间数据交互总线加载程序存储模块中的待升级应用程序文件；
接口交互核监视所述加载过程，并在加载完成后，进行在线运行。
7.根据权利要求5或6所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，其特征在于，所述待升级应用程序文件与处理器底层驱动程序为动态加载方式。
8.根据权利要求5所述的一种基于多核处理器的继电保护程序在线升级的方法，其特征在于，所述热备份冗余核进行复位重启前，还包括：
接口交互核根据应用程序核的接口配置镜像为热备份冗余核的接口配置，所述应用程序核为运行所述待升级应用程序文件所对应的上一版本应用程序的应用程序核。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102467394A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 多核热补丁的实现方法及系统 |
| CN103995796A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-20 | 河南中医学院 | 交响乐团式多核cpu多内存计算机系统 |
| CN107943744A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-20 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 综合化通信系统多核处理器可重构体系结构 |
| CN111475191A (zh) * | 2020-04-04 | 2020-07-31 | 东风越野车有限公司 | 基于多核技术的汽车控制器软件升级系统及方法 |
| CN112527404A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-19 | 贵州电网有限责任公司 | 芯片化继电保护通用系统配置方法、装置、设备和介质 |
| CN112783818A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 加弘科技咨询(上海)有限公司 | 一种多核嵌入式系统的在线升级方法及系统 |
| US20220317997A1 (en) * | 2019-12-18 | 2022-10-06 | Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co., Ltd. | Online Upgrade Method for Household Appliance Multi-MCU System, Electronic Device and Medium |
| CN115525345A (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-27 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种基于多核处理器的继电保护方法及装置 |
| CN115605844A (zh) * | 2020-04-06 | 2023-01-13 | 英特尔公司（Us） | 用于裸机云部署的微代码（微码）热升级方法 |
-
2023
- 2023-05-23 CN CN202310585797.5A patent/CN116578326A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102467394A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中兴通讯股份有限公司 | 多核热补丁的实现方法及系统 |
| CN103995796A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-20 | 河南中医学院 | 交响乐团式多核cpu多内存计算机系统 |
| CN107943744A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-20 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 综合化通信系统多核处理器可重构体系结构 |
| US20220317997A1 (en) * | 2019-12-18 | 2022-10-06 | Guangdong Midea Kitchen Appliances Manufacturing Co., Ltd. | Online Upgrade Method for Household Appliance Multi-MCU System, Electronic Device and Medium |
| CN111475191A (zh) * | 2020-04-04 | 2020-07-31 | 东风越野车有限公司 | 基于多核技术的汽车控制器软件升级系统及方法 |
| CN115605844A (zh) * | 2020-04-06 | 2023-01-13 | 英特尔公司（Us） | 用于裸机云部署的微代码（微码）热升级方法 |
| CN112527404A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-19 | 贵州电网有限责任公司 | 芯片化继电保护通用系统配置方法、装置、设备和介质 |
| CN112783818A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 加弘科技咨询(上海)有限公司 | 一种多核嵌入式系统的在线升级方法及系统 |
| CN115525345A (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-27 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种基于多核处理器的继电保护方法及装置 |
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