CN204425040U - 具有精确计算cpu使用率的智能变电站测控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置，包括中央处理器、液晶显示屏、若干只按键、同步动态随机存储器、闪存、时钟电路、网络控制器、5口交换芯片，特征是：中央处理器的计数端与可编程计数器的计数端连接，由中央处理器控制可编程计数器计数。中央处理器可获取用于CPU使用率计算的N秒（10≥N≥5）内计数基准数值C基准，以及N秒内系统各个空闲时段计数值的和C合，通过以下公式计算出CPU使用率：CPU使用率＝1－C合／C基准。可编程计数器实现了对测控装置CPU使用率的精确计算，克服了由于构建测控装置的VxWorks操作系统无法提供CPU使用率数据、采用纯软件方法无法准确计算CPU使用率的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能变电站，尤其是涉及一种基于VxWorks操作系统的具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置及测控方法。
背景技术
测控装置是变电站进行数据采集的一个重要二次设备，其运行状态是否正常，关系到电力生产的安全。其中，测控装置进程任务的CPU使用率是对测控装置运行状态进行分析的一个重要参数。
对于建立在VxWorks操作系统上的智能变电站测控装置，由于VxWorks单进程多任务的特性，VxWorks操作系统本身并不能像Window或Unix等操作系统一样提供进程任务的CPU使用率计算结果。
目前，通常由建立在VxWorks操作系统上的应用软件，通过任务执行时对使用本任务使用的Tick 计数来完成对CPU使用率的计算，这样的计算结果与实际偏差较大：一方面每个Tick的时段过长，同常情况下50～100个Tick/秒；另一方面，多数执行任务不需要在1个Tick时段就可以完成，而进行统计计算时却按1个Tick来计算CPU的使用率。由于不能对CPU使用率提供准确计算结果，因此无法通过CPU使用率来分析测控装置的运行状态。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置，它能实现对进程任务CPU使用率进行精确计算，用于智能变电站自动化控制系统中对测控装置运行状态进行监测。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置，包括中央处理器（CPU），中央处理器的液晶面板信号端与液晶显示屏的液晶面板信号端连接，中央处理器的按健端与若干只按键连接，中央处理器的第一数据存储端与同步动态随机存储器的数据存储端连接，中央处理器的第二数据存储端与闪存的数据存储端连接，中央处理器的时钟端与时钟电路的时钟端连接；中央处理器的网络控制端与网络控制器的第一网络控制端连接，网络控制器的第二网络控制端与5口交换芯片的第一交换端连接， 5口交换芯片的第二交换端分别与调试网口、网口1、网口2和网口3连接，网口1、网口2和网口3与设备的总线板连接，特征是：中央处理器的计数端与可编程计数器的计数端连接，可编程计数器的计数源由时钟电路提供计数源，由中央处理器控制可编程计数器计数。
中央处理器对可编程计数器的控制命令包括：SET命令：启动可编程计数器进行计数，GET命令：获取可编程计数器计数值，RESET命令：停止可编程计数器计数同时让可编程计数值清0。
中央处理器对可编程计数器控制方式，包括：在系统空闲时段开始时，中央处理器发送SET命令，由可编程控制器开始计数；在系统空闲时段结束时，中央处理器发送GET命令，获取可编程控制器计数值，作为此段系统空闲时段的计数值；同时中央处理器向可编程控制器发送RESET命令，可编程控制器停止计数并将计数清零；如此进行反复，获得系统各个空闲时段的计数值；
本实用新型是在传统变电站测控装置中增设了可编程计数器，可编程计数器能精确计算测控装置中的CPU使用率，可编程计数器选用具有异步清零功能的CMOS同步可编程8位十进制计数器，型号为CD40160B。
通过上述方法，中央处理器可获取用于CPU使用率计算的N秒（10≥N≥5）内计数基准数值C基准，以及N秒内系统各个空闲时段计数值的和C合，通过以下公式计算出CPU使用率：
CPU使用率＝1－C合／C基准
测控装置的CPU使用率计算值通过电路模块中的网口1送到外部系统，外部系统通过对测控装置CPU使用率的分析，评估测控装置的运行状态。
本实用新型的测控装置可实现对CPU实用率的紧缺计算，通过测试，每秒的计数值可达10000次以上，而采用以往纯软件方式每秒的计数值最多只有100，因此理论上本实用新型的CPU使用率的计算精度较以往纯软件方式在精度上提高了100倍以上。另一方面，本实用新型构建简单，对于精确计算测控装置CPU使用率具有很强的实用性。
因此，本实用新型的测控装置的可编程计数器实现了对测控装置CPU使用率的精确计算，克服了由于构建测控装置的VxWorks操作系统无法提供CPU使用率数据、采用纯软件方法无法准确计算CPU使用率的缺点。
附图说明
图1为本实用新型前测控装置的线路结构图；
图2为本实用新型测控装置的线路结构图；
图3为中央处理器对可编程计数器的控制过程。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
一种具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置，包括中央处理器（CPU），CPU采用三星集团的S3C2410（ARM9），CPU的第一数据存储端与16M×16位的同步动态随机存储器SDRAM的数据存储端连接，起始地址为0x0C000000，外带4M×16位的BIT SDRAM存储介质，起始地址为0x0，用于存放操作系统和应用系统，CPU的第二数据存储端与8M闪存FLASH的数据存储端连接，CPU的时钟端与时钟电路的时钟端连接；CPU的液晶面板信号端与一个4英寸320×240 的薄膜场效应晶体管TFT的液晶面板信号端连接， CPU的按健端与8只按键连接；CPU的计数端与可编程计数器的计数端连接， CPU的网络控制端与一片100M网络控制器的第一网络控制端连接，网络控制器采用AX88796B芯片，网络控制器的第二网络控制端与一片100M 的5口交换芯片的第一交换端连接，5口交换芯片采用RTL8305SC，5口交换芯片的第二交换端分别与调试网口、网口1、网口2和网口3连接。网口1、网口2和网口3与设备的总线板连接。可编程计数器的计数源由时钟电路提供计数源，由中央处理器控制可编程计数器计数。
可编程计数器选用具有异步清零功能的CMOS同步可编程8位十进制计数器，具体型号为CD40160B。可编程计数器的计数源由时钟芯片提供计数源，由CPU控制可编程计数器计数。
Claims (1)
1.一种具有精确计算CPU使用率的智能变电站测控装置，包括中央处理器，中央处理器的液晶面板信号端与液晶显示屏的液晶面板信号端连接，中央处理器的按健端与若干只按键连接，中央处理器的第一数据存储端与同步动态随机存储器的数据存储端连接，中央处理器的第二数据存储端与闪存的数据存储端连接，中央处理器的时钟端与时钟电路的时钟端连接；中央处理器的网络控制端与网络控制器的第一网络控制端连接，网络控制器的第二网络控制端与5口交换芯片的第一交换端连接， 5口交换芯片的第二交换端分别与调试网口、网口1、网口2和网口3连接，网口1、网口2和网口3与设备的总线板连接，其特征在于：中央处理器的计数端与可编程计数器的计数端连接，可编程计数器的计数源由时钟电路提供计数源，由中央处理器控制可编程计数器计数。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104810920A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-07-29 | 国家电网公司 | 具有精确计算cpu使用率的智能变电站测控装置及测控方法 |
| CN106451785A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 国网江西省电力公司检修分公司 | 一种具备集中式后备功能和数据辨识功能的集群测控装置 |
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