1.3 RTU 微控制核電源
微控制器核的電源設計也是關鍵的一步。RTU 模塊主控CPU 供電部分有其特殊的需求，分為工作模式和睡眠模式兩種，工作模式下的電流100mA 左右，而睡眠模式下的電流僅為50μA。兩種模式的差異導致了CPU 供電存在一定的難度。
一般開關電源甚至模塊電源都有較大的靜態(tài)功耗（40mA 左右），選用模塊電源對主控CPU 的供電相當困難。負載在50μA~500mA 自身靜態(tài)功耗小于50μA 的開關電源目前很難找到。有少數(shù)專供超低功耗模式CPU供電的LDO電壓調整器可實現(xiàn)，如SPX3819，其100μA負載電流時的靜態(tài)功耗為90μA。但效率太低，70-80%的電能被白白浪費了，不適合蓄電池供電。基于以上原因，對CPU 的供電另選用一款降壓型的開關穩(wěn)壓器LT3481。它靜態(tài)功耗僅為50μA，而且低輸出時也有高的效率，50μA 時達60%，100mA 高達86%，特別適合微控制器核供電，如圖1 蓄電池直接連到LT3481，向CPU 提供電源。
2 操作系統(tǒng)的移植
很多領域中使用μC/OS-II，如照相機業(yè)、航空業(yè)以及工業(yè)機器人等。從8 位到64 位，μC/OS-II 已經(jīng)在40 多種不同架構的微處理器上使用。μC/OS-II 的功能和函數(shù)經(jīng)過考驗和測試，具有足夠的安全性與穩(wěn)定性。為此，操作系統(tǒng)選擇μC/OS-II。μC/OS-II 是一種開放源代碼的單用戶多任務、完全占先式的硬實時內(nèi)核，實時性好。μC/OS-Ⅱ本身只包含了任務調度、任務管理、時間管理、內(nèi)存管理和任務間的通信與同步等功能，沒有提供輸入輸出管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡之類的額外服務。但是由于μC/OS-Ⅱ的可移植性和開源性，用戶可以自己添加所需的各種服務。;一個基于μC/OS-II 的嵌入式應用系統(tǒng)由四部分組成: 應用程序代碼、配置程序、移植代碼、核心代碼。操作系統(tǒng)移植通過編寫移植代碼來完成。除了編寫OS_CPU.H、OS_CPU_A.S、OS_CPU_C.C 等幾個文件外，還要編寫初始化啟動代碼。我們通過改寫周立功SmartARM2210 開發(fā)板的這部分代碼完成了移植，并能在自研的核心板上穩(wěn)定運行。
很多領域中使用μC/OS-II，如照相機業(yè)、航空業(yè)以及工業(yè)機器人等。從8 位到64 位，μC/OS-II 已經(jīng)在40 多種不同架構的微處理器上使用。μC/OS-II 的功能和函數(shù)經(jīng)過考驗和測試，具有足夠的安全性與穩(wěn)定性。為此，操作系統(tǒng)選擇μC/OS-II。μC/OS-II 是一種開放源代碼的單用戶多任務、完全占先式的硬實時內(nèi)核，實時性好。μC/OS-Ⅱ本身只包含了任務調度、任務管理、時間管理、內(nèi)存管理和任務間的通信與同步等功能，沒有提供輸入輸出管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡之類的額外服務。但是由于μC/OS-Ⅱ的可移植性和開源性，用戶可以自己添加所需的各種服務。;一個基于μC/OS-II 的嵌入式應用系統(tǒng)由四部分組成: 應用程序代碼、配置程序、移植代碼、核心代碼。操作系統(tǒng)移植通過編寫移植代碼來完成。除了編寫OS_CPU.H、OS_CPU_A.S、OS_CPU_C.C 等幾個文件外，還要編寫初始化啟動代碼。我們通過改寫周立功SmartARM2210 開發(fā)板的這部分代碼完成了移植，并能在自研的核心板上穩(wěn)定運行。
3 軟件整體層次結構
RTU 中的程序有應用程序、μC/OS-II 操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、硬件驅動程序，整體層次關系如圖2。μC/OS-II 沒有提供硬件驅動程序的內(nèi)核接口和用戶接口，為了讓程序移植性好，需要對設備驅動程序按類型進行統(tǒng)一的封裝，提供統(tǒng)一的編程接口，使應用程序開發(fā)人員可以不考慮具體硬件的細節(jié)就可以編程。給上層應用程序提供統(tǒng)一的系統(tǒng)設備調用接口，需要對設備的訪問操作進行抽象，應用程序通過硬件驅動程序的上層訪問抽象接口來訪問底層硬件。驅動程序的設計借鑒了Linux 系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，同時考慮到嵌入式操作系統(tǒng)的特殊性，為μC/OS-II 建立了如圖2 中所示的驅動框架模型。驅動主要分兩個層次：驅動程序的上層訪問抽象接口和硬件設備驅動層。
