采用CPLD与μC/OS -Ⅱ的断路器智能控制单元设计

　　优先级最高的是开始任务(TaskStart)，这是系统启动后运行的第1个任务。在该任务中要完成系统及相关外设的初始化，并进行必要的自检测，然后创建其余的各个任务。在完成其余各个任务创建之后，该任务要删除自己，把系统资源让给其他任务，整个系统开始正常运行。该任务的示意代码如下：

　　/*系统及外设初始化*/

　　/*系统自检测*/

　　/*创建各个任务*/

　　StartCpuTimer2();/*启动时间片*/

　　OSStatInit();/*统计任务初始化*/

　　创建智能控制单元的各个应用任务;

　　KickDog();/*WatchDog复位*/

　　OSTaskdel(OS_PRIO_SELF);/*删除开始任务*/

　　除了TaskStart()之外，其余各任务模块的结构都是无限循环体，图3给出了一般任务流程图。

　　图3 任务流程图

　　任务通信与同步

　　μC/OS-Ⅱ提供了5种用于数据共享和任务通信的方法：信号量、邮箱、消息队列、事件标志及互斥型信号量。信号量可以控制共享资源的使用权，也可以协调外部事件与任务的执行，提供了任务间通信、同步和互斥的最快通信，μC/OS-Ⅱ提供了3种类型的信号量，即二进制型、计数型和互斥型。事件标志可使任务与多个事件同步，若与多个事件的任何一个同步，称为独立型同步;若与多个事件都同步，称之为关联型同步。邮箱是一种通信机制，它可以发送一个指针型的变量，该指针指向一个包含了特定消息的数据结构。消息队列是另一种通信机制，它可以使一个任务或中断服务子程序向另一个任务发送以指针定义的变量，具体应用不同，每个指针指向的数据结构也不同。互斥型信号量是一种特殊的二进制型信号量，主要用于解决内在的互斥问题，减少实际应用中所必需的优先级翻转。在设计智能控制单元软件时，充分利用了μC/OS-Ⅱ提供的这些通信机制，以协调各独立任务的运行。

　　通信协议的实现

　　F2812提供了标准的CAN2.0B总线协议，而此协议是一种物理层协议，因为该智能控制单元用于电力系统控制中，电力系统通用的应用层协议主要有CDT，MODBUS，DNP3.0等，在本设计的过程中应用层的协议将采用MODBUS协议，通信协议的实现比较复杂，但是由于采用了实时操作系统，通信协议的实现可以由操作系统统一管理，主要由数据的接收、发送、打包、解包任务完成。

　　总结

　　a.设计中使用具有多外设的新型高性能DSPTMS320F2812芯片，大大减少了系统硬件设计的工作量，缩短了开发周期。设计中采用了DSP最小系统与调理电路分开设计的方法，并且在DSP最小系统设计中采用多层板结构，并大量使用了贴片元件，以提高系统的稳定性及电磁兼容性。

　　b.作为基于优先级调度的嵌入式操作系统， 任务优先级的合理分配对系统的正常运行至关重要。在本设计中，对任务优先级的分配首先考虑是满足系统实时性，其次在同等条件下再考虑任务的执行频度，通过反复调整，最终确定优先级的分配表1。

　　c.本课题利用了基于CPLD的执行电路设计，由于CPLD的内部硬件结构的可靠性及快速的反应，非常适合电力系统控制，因此采用全CPLD(或ACTELFPGA)应是一个研究方向。

　　d.F2812作为TI公司推出的2000系列的新成员，目前在国内的开发和设计还处于摸索阶段，本文中所提出的基于TMS320F2812+μC/OS-Ⅱ的系统设计思想会对F2812的学习和使用起到一定的促进作用。