基于精简指令集计算机的多串口网口通信体系构建策略研究

【摘要】本文主要简单的介绍了精简指令集计算机的基本内容，对精简指令集计算机的优势进行分析。通过对精简指令集计算机的结构特点，来探索基于精简指令集计算机多串口网口通信的结构和装置，以建立健全的以精简指令集计算机为基础的多串口网口通信体系构建。据此，有利于进一步的开发和研究这一通信体系，使其能在电力系统二次设备的计算机监控系统中发挥重要的作用，提高基于精简指令集计算机多串口网口通信工程的有效性。

【关键词】精简指令集;多串口网口;通信体系;有效策略

Abstract：This paper simply introduces the Reduced Instruction Set Computer basic content，the advantage of reduced instruction set computer for analysis.Through the reduced instruction set computer structural features，to explore the structure-based streamline multiple serial port communication network and device instruction set computer to establish a sound to reduced instruction set computer-based multi-port serial communication network system construction.Accordingly，there is conducive to further development and research in this communication system，so that it can play an important role in the computer monitoring system of secondary power system equipment，and improve the effectiveness of multi-set computer serial port communication network project based on Reduced Instruction.

Key word：Reduced Instruction Set;Multiport Serial Ethernet port;communication system;effective strategy

二十一世纪是一个科技时代，社会朝着信息化的方向进一步发展，科学技术日新月异，尤其是计算机网络信息技术，其已经成为社会生产和生活中必不可少的重要组成部分。在社会各领域中，计算机技术都受到追捧、颇受欢迎，在各个行业中都被广泛的应用，占有重要的地位。随着我国社会经济的不断发展，我国对科学技术的投入逐渐加大，越来越多的新技术都开始推广和应用，改变了我国的生产方式，为人们的生活和工作带来了便利。在这种大环境下，我国电力二次系统也积极的响应社会的号召，顺应时代的发展趋势，充分利用计算机技术来进行监控和管理。电力二次设备所采用的监控系统是分层分布式，其使用的设备大部分都是现地控制型，所分析出的数据需要通过各种方法与计算机监控系统进行通信。过去的现地通信方式已无法满足新时期下电力二次系统的数据通信工作，为提高电力二次系统数据通信的安全性和完整性，其必须创新通信体系，改进通信管理装置。

1.精简指令集计算机的基本概念

精简指令集计算机是一种微处理器，其所处理的指令类型比较少，所针对的是一些常用的计算机指令，通常用于专机中。精简指令集计算机的运行速度很快，在执行和操作上效率很高。比起复杂指令运算集来说，其指令系统地操作较为简单，而且其所执行的一些较为复杂的指令，也是通过一些简单的指令组合而成。精简指令集计算机充分利用了流水线技术，避免了CPU空周期的浪费，可以同时发出多项指令。其能有效的促进CPU的运行速度，降低CPI的值。随着时代的进步、社会的发展，精简指令集计算机的发展前景十分好，其处理其具有并行性，能够扩展计算机的功能性，在数据的处理上具有高效性，被应用于各大中高档服务器中。另外，其所采用的芯片，属于低功耗，鲜少发生故障，在运行中较为稳定，是当下最先进的芯片。基于精简指令集计算机的多串口网口通信体系，充分利用了精简指令集计算机的作用。基于精简指令集计算机的多串口网口通信体系，提高了通信的效率，具有安全性和可编程性，操作更为便捷，所采用的配置方式更为灵活。这种通信体系已被广泛应用，能带来多样化的数据传输，具有重要的意义。

2.精简指令集计算机的优点和结构特征

精简指令集计算机具有以下优点：从指令系统上来说，由于精简指令集计算机主要是针对于一些经常使用的指令，因而此类指令在应用的时候效率十分高，操作十分简单;从存储器方面来说，精简指令集计算机的存储器容易控制;从设计周期方面来说，精简指令集计算机所消耗的设计时间并不需要太长，能有效的结合新技术使用。正是如此，使得以精简指令集计算机为基础的多串口网口通信体系，在处理数据的时候速度十分快，数据传输具有可靠性。

精简指令集计算机在结构上有这些特征：第一，精简指令集计算既是一种单周期指令，其避免了因为指令周期数不同而造成的运行问题，所采用的是流水线操作，从而提高了数据的处理效率，加快了指令的执行速度;第二，精简指令集计算机所使用的指令格式较为固定，比较简单，寻址方式也有所减少，从而减少了译码的时间，为运行的稳定性提供了保障;第三，精简指令集计算机中有许多寄存器，利用寄存器来执行指令，简化了指令系统地操作方式，促进了指令执行速度的提高。正是由于其具有这些结构特征，使得基于精简指令集计算机的所串口网口通信体系的结构比较简单，此通信体系的系统在操作上较为简易，提高了数据传输和处理的效率，保障了数据传输的安全。

3.基于精简指令集计算机多串口网口通信结构和装置分析

3.1 基于精简指令集计算机多串口网口通信结构分析

从硬件结构上来说，这种通信体系中最为关键的部分是其所采用的控制器和串口控制芯片，其所使用的控制器以精简指令集计算机为基础，串口控制芯片则基于PCI总线。另外，这个通信装置的每个传输通道在收发电路上都有其独立性。因而，我们说其在运行的过程中具有稳定性，在安全方面具有其优势。在串口通信方面，此装置所使用的发送器和接收器，都具有低功耗的特点，利用可储存能量的电池来进行电能的功用。基于精简指令集计算机多串口网口通信装置改良了接收器和发送器，使得接收器在运行的过程中的能有效的解决噪声抑制的问题，提高了发送器的传输速度和转换速度，并且在数据输出和输入的过程中都能进行防护，维护了数据传输的安全。除此之外，此通信装置使用了工业以太网通讯技术，促进了自动化的形成，其可在ISA总线上使用CAN控制器，从而利用CAN总线来进行通信。

从软件结构上来说，这种通信装置的界面环境十分好，用户在操作的过程中只需要将上位机进行组态，然后将其下载与通信装置中即可。当通信装置在运行之后，便能建立健全的内存数据库，对数据进行内存空间的分配。内存数据库需要由与之相配套的服务程序来管理，而其操作则由通过API来实施。基于精简指令集计算机多串口网口通信结构的组态比较多，例如模拟量输入、输出和开关量输出等。在电力二次系统中应用这一通信体系，能满足电力二次系统中各种保护、测量、控制装置输送数据的要求，可促进电力系统装置输送数据效率的提高。除此之外，此通信体系所使用的是嵌入式LINUX系统，这一系统在运行的过程中实时性很高，十分安全可靠，比较稳定。因而在通信体系中以这种新型的嵌入式系统为平台，能够使其进行多项任务的共同执行。采用嵌入式LINUX操作系统，能够扩展通信驱动程序。其可以不同数据类型为依据，结合数据点的数量，来为数据划分内存空间。在建立内存数据库之后，则可以利用bootman程序来读取上机位组态信息，启动CAN网通信驱动。在传输数据信息的时候，如果有新的数据则会在第一时间传输于PLC中。

3.2 基于精简指令集计算机多串口网口通信装置分析

基于精简指令集计算机的多串口网口通信装置，在通信数据的管理方面比起传统的通信方式功能更为齐全和强大，而且其还促进了工程调试效率的提高。这种通信体系设定了IP地址启动，能够有效地避免因改变网址参数而导致连接网络失败，便于后期维护工作的开展。通信装置可以将其所采用的嵌入式LINUX操作系统和配套服务程序，记录于Flash ROM之中。如此一来，当程序发生错误的时候，可以直接通过恢复出厂值来还原系统，以减少通信装置的维修成本费用，简化了系统的调试工作。在进行版本升级的时候，可以通过烧录于Flash ROM中的系统最小镜像，来恢复系统的初始状态，有利于维护程序版本。

4.结束语

基于精简指令集计算机的多串口网口通信体系，是一种新型的通信管理方式，与传统的通信管理模式相比，其能发挥出更好的效果。这一通信体系常常被应用于工业发展中，具有重要的作用。其所采取的通信处理器是一种高度集成的设备，能与多个智能设备传输数据，并且还具备转换功能。这种以精简指令集计算机为基础的通信体系，完全利用了精简指令集的功能性和有点，将其应用于计算机监控系统中的通信环节中，能确保数据通信的质量，为使用者提供更为正确和完整的数据信息，并能根据这些数据来进行科学的分析。

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作者简介：李少卿（1977—），女，江苏苏州人，工学硕士，南京南瑞继保电气有限公司工程师，研究方向：电力系统自动化。