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配電自動化終端DTU（數據終端單元）在智能電網的建設中扮演著至關重要的角色，它通過信息采集與控制，實現配電線路的遙測、故障檢測及遠程操作，極大提升了供電可靠性和效率。

在國網新規(guī)的推動下，采用多核異構處理器設計的DTU方案日益成為主流，其中實時核與控制核的協(xié)同工作，為配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控與高效管理提供了有力保障。在此背景下，飛凌嵌入式基于FET536-C核心板的RISC-V核DTU解決方案應運而生，憑借卓越的性能和靈活的多核架構，引領配電自動化進入全新時代。

1. T536核心板的優(yōu)勢

飛凌嵌入式FET536-C核心板基于全志T536工業(yè)級處理器開發(fā)設計，主頻1.6GHz，集成4核Cortex-A55和64位玄鐵E907 RISC-V MCU，能夠提供高效的計算能力。其中RISC-V核最高主頻可達600MHz，支持16KB指令緩存和16KB數據緩存，可運行于超大容量DDR。

T536處理器的玄鐵E907 RISC-V核的接口資源也十分豐富，能夠充分滿足配電自動化終端DTU所需功能的實現。

2. 基于T536核心板的DTU方案亮點

實時業(yè)務高效處理：

如采樣、FFT計算、故障動作等實時性強的業(yè)務，都可以在T536核心板的RISC-V核上運行，依靠600MHz主頻和浮點運算單元，RISC-V核能輕松完成多路間隔的實時功能。對于多路AD7616采樣，既可以憑借SPI高達100MHz的速率輕松實現，也可通過5MHz波特率和單幀64字節(jié)的CAN-FD與每個間隔的單片機高效實現。

故障錄波與雙核協(xié)同：

T536核心板的RISC-V核可以動態(tài)調整DDR空間，滿足故障錄波數據存儲需求，憑借RPMsg和RPbuf強大的雙核通信帶寬，可將故障錄波數據高效傳給A核，生成故障錄波文件。

管理核的通信中樞：

A核憑借四核1.6GHz主頻和豐富的資源接口，可通過多種通信接口實現數據的采集和加密/解密功能，滿足各種傳感器接入和向調度中心加密后IEC101/IEC104的轉出功能。

3. 應用實例

3.1 SPI數據收發(fā)

本案例為SPI回環(huán)測試，即將SPI的MOSI和MISO兩個引腳短接進行數據收發(fā)。

3.1.1 功能介紹

3.1.2 效果實現

SPI發(fā)送和接收的FIFO均為128個，在底層hal庫程序中，當數據長度小于128字節(jié)時，采用中斷方式，當FIFO大于等于128字節(jié)時，采用DMA模式。

中斷方式傳輸效果：

DMA方式傳輸效果：

使用DMA傳輸3200字節(jié)，SPI速率默認為100Mbit/s，案例中平均傳輸速率為64Mbit/s，單次傳輸的字節(jié)越多，系統(tǒng)調度時間占比越可以忽略，接近理論值。

3.2 核間通信RPbuf

RPbuf是全志基于RPMsg所實現一套高帶寬數據傳輸的框架。RPMsg是基于共享內存和msgbox中斷實現的一套核間通信機制，RPMsg除去頭部的16字節(jié)數據外，單次最多可發(fā)送496字節(jié)有效數據。目前RPbuf最高可支持511.875KB數據（512KB減去128Bytes頭部）我們以單次511.875KB數據傳輸為例進行展示。

3.2.1 功能介紹

? VirtIO：一套虛擬化數據傳輸框架，用于管理共享內存VRING；
? VRING：由VirtIO管理的一個環(huán)形共享內存；
? Msgbox：全志提供的一套消息中斷機制，已與Linux內核中原生的mailbox框架適配；
? MSGBOX_IRQ：Msgbox中斷；
? RPMsg：基于VirtIO管理的共享內存所實現一套少量數據傳輸的框架；
? RPbuf：全志基于RPMsg所實現一套大量數據傳輸的框架。

由上圖可知（以RISC-V核向A核發(fā)送數據為例），RPbuf首先將數據放置在DDR中，再將緩沖區(qū)首地址和大小通過RPMsg發(fā)送至A核（RPMsg將緩沖區(qū)首地址和大小放入VRING，然后請求Msgbox中斷，A核收到這個中斷后，在其回調函數中使用RPMsg接口函數來從VRING中取出cmd），隨后A核從cmd handler中獲取緩沖區(qū)內的地址和長度，最后在應用層讀取數據，從而完成雙核間數據傳輸。