智能變電站改變了數(shù)據(jù)采集的方式，一次設備集成的采集器負責數(shù)據(jù)采樣，然后通過光以太網(wǎng)將采樣數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡報文的形式發(fā)送給二次設備。二次設備需要多個網(wǎng)口接收采樣數(shù)據(jù)報文，尤其是集中式錄波裝置和網(wǎng)絡記錄裝置一般需要8個左右的光以太網(wǎng)采集口，而在GOOSE報文點對點接入方式下需要的光以太網(wǎng)就更多了。以往嵌入式CPU沒有這么多網(wǎng)口，于是采用交換芯片擴展以太網(wǎng)接口就成為首選方案。

1設計方案及平臺介紹

1.1設計平臺基礎

硬件采用POWERPC為核心，主頻為800 MHz，支持兩個RGMII接口；軟件采用嵌入式Linux，內(nèi)核版本為2.6. 25.

1.2設計方案

系統(tǒng)硬件以PowerPC CPU為核心，外圍模塊包括內(nèi)存、SATA硬盤、LED指示燈、NORFlash、擴展網(wǎng)口的交換模塊、JTAG調(diào)試口、串口控制臺、獨立的千兆以太網(wǎng)口。

系統(tǒng)框圖如圖1所示。主要功能如下：

①其中大容量內(nèi)存用于Linux系統(tǒng)及應用程序運行，以及網(wǎng)絡報文數(shù)據(jù)和錄波數(shù)據(jù)緩沖；

②SATA硬盤用于報文數(shù)據(jù)和錄波數(shù)據(jù)記錄存儲、Linux根文件系統(tǒng)存儲；

③LED指示燈用于指示程序運行狀態(tài)；

④Nor Flash用于Linux內(nèi)核和U-boot存儲；

⑤交換模塊對外負責接入8個百兆光以太網(wǎng)口，CPU通過RGMII數(shù)字接口相連，將8個百兆光以太網(wǎng)口采集的數(shù)據(jù)匯集到CPU；

⑥JTAG調(diào)試口用于硬件調(diào)試；

⑦串口控制臺，用于程序及驅(qū)動調(diào)試；

⑧獨立的千兆以太網(wǎng)口負責和后臺通信。

圖1 系統(tǒng)框圖

2基本驅(qū)動程序設計

交換芯片廠家提供交換芯片的驅(qū)動、SDK源碼、例子，但是沒有針對本平臺的解決方案，基本驅(qū)動需要實現(xiàn)上層函數(shù)對交換芯片進行配置操作，實際網(wǎng)絡驅(qū)動只需要把相應端口配置好，在Linux設備樹文件中定義好，就可以使用Linux通用網(wǎng)絡驅(qū)動進行網(wǎng)絡通信。

2.1 mii_read/mii_write接口函數(shù)實現(xiàn)

mii_read/mii_write是上層函數(shù)對交換芯片配置操作的函數(shù)，通過RGMII硬件接口實現(xiàn)。在Linux系統(tǒng)中對硬件操作不能有上層函數(shù)直接訪問，需要通過驅(qū)動接口實現(xiàn)上層函數(shù)對底層硬件的訪問，本方案通過設備屬性文件的讀寫實現(xiàn)對底層硬件端口的配置讀寫。具體步驟如下：

①在內(nèi)核層，利用Linux的device_attr（），在文件系統(tǒng)中增加設備屬性。內(nèi)核代碼需要修改的文件為Gianfar_mii.c.

◆定義sysfs_reg_io函數(shù)實現(xiàn)硬件直接讀寫，本處文件讀寫傳遞參數(shù)為字符串，故需要相應轉(zhuǎn)換。

◆綁定設備屬性文件reg_io，對其讀寫實際執(zhí)行的是sysfs_reg_io.

static DEVICE_ATTR（reg_io，S_IWUSR | S_IRUSR，sysfs_reg_io，sysfs_reg_io）；

◆在int gfar_mdio_probe（struct devrice*dev）添力口以下代碼中的實現(xiàn)設備屬性文件到系統(tǒng)。

dev_set_drvdata（dev，new_bus）；

device_create_file（dev，

②在用戶層需要修改mii_read/mii_write函數(shù)的具體實現(xiàn)，示例代碼采用的是硬件直接訪問，本處需要使用對reg_io文件的讀寫實現(xiàn)，注意傳入?yún)?shù)需要和sysfs_reg_io函數(shù)的處理一致。具體修改哪個文件，在不破壞SDK接口的情況下查找相應函數(shù)名修改，修改后代碼如下：