申请/专利权人：国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院;国网信息通信产业集团有限公司;福建亿榕信息技术有限公司

申请日：2018-11-21

公开（公告）日：2024-02-09

公开（公告）号：CN109542804B

主分类号：G06F13/10

分类号：G06F13/10;G06F13/42;G06F13/40

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.09#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要：本发明涉及一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，通过总线号、功能号和设备号等信息区分板卡类型，然后通过识别扫描电路读取板卡寄存器中存储的硬件ID等信息；处理器及各硬件识别电路发送对应硬件板卡的识别ID到数据反馈接口电路；数据反馈接口电路将硬件板卡的识别ID传送到硬件识别控制器，硬件识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件板卡的识别ID，并传送到所述二次设备识别控制端，二次设备识别控制端根据上送的不同硬件板卡识别ID分配不同的角色。本发明能够实现硬件通用板卡插件插入二次设备时能自动识别插件类型及功能，自动转换二次设备的类型及应用场景，降低运维工作量和难度。

主权项：1.一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：提供测试平台识别电路、处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路；所述测试平台识别电路包括二次设备识别控制端、硬件识别控制器、识别扫描电路、处理器识别接口、硬件识别接口1、硬件识别接口2、硬件识别接口3、硬件识别接口4以及数据反馈接口电路；所述处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路均包括相同型号的硬件ID存储器和相同型号的硬件信息发送器，所述处理器识别电路及各个硬件识别电路接收到识别扫描信号后，对应的硬件ID存储器将对应硬件板卡的识别ID传送到对应的硬件信息发送器，所述硬件信息发送器将硬件板卡的识别ID发送到所述数据反馈接口电路；所述硬件ID存储器与所述硬件信息发送器电性相连；所述硬件识别控制器与所述识别扫描电路电性相连，所述识别扫描电路分别与所述处理器识别接口、所述硬件识别接口1、所述硬件识别接口2、所述硬件识别接口3和所述硬件识别接口4电性相连；所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序控制所述识别扫描电路分别对二次设备处理器硬件、硬件板卡1、硬件板卡2、硬件板卡3和硬件板卡4进行识别扫描，并发送识别扫描信号；所述处理器识别电路及所述硬件1识别电路、所述硬件2识别电路、所述硬件3识别电路和所述硬件识别电路4收到识别扫描信号后,即发送对应硬件板卡的识别ID到所述数据反馈接口电路，所述数据反馈接口电路将硬件板卡的识别ID传送到硬件识别控制器，所述硬件识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件板卡的识别ID，并传送到所述二次设备识别控制端，二次设备识别控制端根据上送的不同硬件板卡识别ID分配不同的角色；所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序对板卡进行扫描和识别具体包括以下步骤：步骤S1：将硬件板卡插入二次设备后，所述硬件识别控制器运行识别扫描程序，对插入的板卡进行识别；步骤S2：进行二次设备系统初始化，如果系统初始化成功则进入步骤S3,否则返回步骤S1;步骤S3：在线测试工具为各个PCI设备进行资源分配；步骤S4：所述PCI设备通过含并行地址与数据总线的驱动程序对PCI厂商ID、设备ID以及版本号进行PCI总线搜索；步骤S5:读取硬件识别控制器集成的识别ID寄存器内容，查看是否存在符合步骤S4中搜索的驱动的设备，如果不存在符合的驱动设备则返回步骤S4,如果存在符合的驱动设备则找到设备后，驱动程序根据板卡的硬件设计情况，进行板卡硬件寄存器初始化和中断挂载工作；步骤S6：二次设备识别控制端识别挂载成功。

全文数据：一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法技术领域本发明涉及电力系统领域，特别是一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法。背景技术二次设备随着嵌入式处理器的发展出现了日新月异的变化。自动化生产厂家也跟随着这种技术的发展推出了一代又一代二次设备。过去由于处理器的速度等各方面原因很多二次设备根据装置类型的不同而单独设计装置的软硬件。现在由于处理器集成度及性能的飞速发展，一种MCU完全可以满足大部分类型保护装置的设计需求，给设计一种二次设备通用硬件提供了条件。各类型的二次设备可以选出适合自己需求的板卡模块，即插即用硬件板卡就可以完成该装置的功能类型转换及应用场景。发明内容有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，能够实现硬件通用板卡插件插入二次设备时能自动识别插件类型及功能，自动转换二次设备的类型及应用场景，降低运维工作量和难度。本发明采用以下方案实现：一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，提供测试平台识别电路、处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路；所述测试平台识别电路包括二次设备识别控制端、硬件识别控制器、识别扫描电路、处理器识别接口、硬件识别接口1、硬件识别接口2、硬件识别接口3、硬件识别接口4以及数据反馈接口电路；所述硬件ID存储器与所述硬件信息发送器电性相连；所述硬件识别控制器与所述识别扫描电路电性相连，所述识别扫描电路分别与所述处理器识别接口、所述硬件识别接口1、所述硬件识别接口2、所述硬件识别接口3和所述硬件识别接口4电性相连；所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序控制所述识别扫描电路分别对二次设备处理器硬件、硬件板卡1、硬件板卡2、硬件板卡3和硬件板卡4进行识别扫描，并发送识别扫描信号；所述处理器识别电路及所述硬件1识别电路、所述硬件2识别电路、所述硬件3识别电路和所述硬件识别电路4收到识别扫描信号后,即发送对应硬件板卡的识别ID到所述数据反馈接口电路，所述数据反馈接口电路将硬件板卡的识别ID传送到硬件识别控制器，所述硬件识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件板卡的识别ID，并传送到所述二次设备识别控制端，二次设备识别控制端根据上送的不同硬件板卡识别ID分配不同的角色。进一步地，所述处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路均包括相同型号的硬件ID存储器和相同型号的硬件信息发送器，所述处理器识别电路及各个硬件识别电路接收到识别扫描信号后，所述对应的硬件ID存储器将对应硬件板卡的识别ID传送到所述对应的硬件信息发送器，所述硬件信息发送器将硬件板卡的识别ID发送到所述数据反馈接口电路。进一步地，所述硬件板卡的识别ID包括但不限于总线号、功能号和设备号。进一步地，所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序对板卡进行扫描和识别具体包括以下步骤：步骤S1：将硬件板卡插入二次设备后，所述硬件识别控制器运行识别扫描程序，对插入的板卡进行识别；步骤S2：进行二次设备系统初始化，如果系统初始化成功则进入步骤S3,否则返回步骤S1;步骤S3：在线测试工具为各个PCI设备进行资源分配；步骤S4：所述PCI设备通过含并行地址与数据总线的驱动程序对PCI厂商IDVendorId、设备IDDeviceId以及版本号RevisonId进行PCI总线搜索；步骤S5:读取硬件识别控制器集成的识别ID寄存器内容，查看是否存在符合步骤S4中搜索的驱动的设备，如果不存在符合的驱动设备则返回步骤S4,如果存在符合的驱动设备则找到设备后，驱动程序根据板卡的硬件设计情况，进行板卡硬件寄存器初始化和中断挂载工作；步骤S6：二次设备识别控制端识别挂载成功。进一步地，步骤S3所述的PCI设备为PCI插槽和插入插槽的板卡。与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明能对硬件实施直接的识别和挂载设备板卡，实现二次设备自动转换应用场景，降低运维工作量和难度，提升运行维护水平，增强变电站自动化系统健壮性。附图说明图1为本发明实施例的硬件板卡自动识别框架图。图2为本发明实施例的硬件板卡自动识别流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。如图1所示，本实施例提供了一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，提供测试平台识别电路、处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路；所述测试平台识别电路包括二次设备识别控制端、硬件识别控制器、识别扫描电路、处理器识别接口、硬件识别接口1、硬件识别接口2、硬件识别接口3、硬件识别接口4以及数据反馈接口电路；所述硬件ID存储器与所述硬件信息发送器电性相连；所述硬件识别控制器与所述识别扫描电路电性相连，所述识别扫描电路分别与所述处理器识别接口、所述硬件识别接口1、所述硬件识别接口2、所述硬件识别接口3和所述硬件识别接口4电性相连；所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序控制所述识别扫描电路分别对二次设备处理器硬件、硬件板卡1、硬件板卡2、硬件板卡3和硬件板卡4进行识别扫描，并发送识别扫描信号；所述处理器识别电路及所述硬件1识别电路、所述硬件2识别电路、所述硬件3识别电路和所述硬件识别电路4收到识别扫描信号后,即发送对应硬件板卡的识别ID到所述数据反馈接口电路，所述数据反馈接口电路将硬件板卡的识别ID传送到硬件识别控制器，所述硬件识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件板卡的识别ID，并传送到所述二次设备识别控制端，二次设备识别控制端根据上送的不同硬件板卡识别ID分配不同的角色。在本实施例中，所述处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路均包括相同型号的硬件ID存储器和相同型号的硬件信息发送器，所述处理器识别电路及各个硬件识别电路接收到识别扫描信号后，所述对应的硬件ID存储器将对应硬件板卡的识别ID传送到所述对应的硬件信息发送器，所述硬件信息发送器将硬件板卡的识别ID发送到所述数据反馈接口电路。在本实施例中，所述硬件板卡的识别ID包括但不限于总线号、功能号和设备号。如图2所示，在本实施例中，所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序对板卡进行扫描和识别具体包括以下步骤：步骤S1：将硬件板卡插入二次设备后，所述硬件识别控制器运行识别扫描程序，对插入的板卡进行识别；步骤S2：进行二次设备系统初始化，如果系统初始化成功则进入步骤S3,否则返回步骤S1;步骤S3：在线测试工具为各个PCI设备进行资源分配；步骤S4：所述PCI设备通过含并行地址与数据总线的驱动程序对PCI厂商IDVendorId、设备IDDeviceId以及版本号RevisonId进行PCI总线搜索；步骤S5:读取硬件识别控制器集成的识别ID寄存器内容，查看是否存在符合步骤S4中搜索的驱动的设备，如果不存在符合的驱动设备则返回步骤S4,如果存在符合的驱动设备则找到设备后，驱动程序根据板卡的硬件设计情况，进行板卡硬件寄存器初始化和中断挂载工作；步骤S6：二次设备识别控制端识别挂载成功。在本实施例中，步骤S3所述的PCI设备为PCI插槽和插入插槽的板卡。特别的，在本实施例中，自动识别系统由接入底板集成的硬件识别控制器、识别扫描电路、硬件识别接口和处理器识别电路等组成。硬件识别控制器内置识别扫描程序，当插入硬件板卡时，内置扫描程序从二次设备处理器硬件开始，顺序对各个硬件板卡进行识别扫描。硬件识别电路模块在收到识别扫描信号后，即发送对应硬件的识别ID（包括总线号、功能号和设备号等），识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件的识别ID，二次设备根据上送的不同识别ID分配不同的角色。板卡插入设备后，二次设备的CPU运行BIOS的识别扫描程序，在系统初始化阶段（POST）为各个PCI设备（包括插入的板卡）进行资源分配。资源分配完毕后，PCI设备通过含并行地址与数据总线的驱动程序对PCI厂商ID（VendorId）和设备ID（DeviceId）以及版本号（RevisonId）进行PCI总线搜索，读取硬件ID存储器内容查看是否存在符合的插入板卡的驱动信息。找到插入板卡的驱动信息后，驱动程序根据板卡的硬件设计情况，进行插入板卡的寄存器初始化和中断挂载工作。特别的，在本实施例中，因为PCI总线的资源分配是在POST过程中动态分配的，所以根据系统配置不同，各板卡所分配的资源也不相同。PCI总线搜索通常是按深度优先的顺序进行搜索。如果有同种型号的PCI设备存在于PCI总线上，设备驱动应依次对板卡设备进行初始化。而当多个板卡实例采用同一驱动时，驱动程序对各个板卡的区分仅仅是对其总线位置信息的区分。虽然系统资源分配不固定，但是PCI设备位置固定，所有通过驱动程序可以获取以下信息：硬件ID、版本ID、设备句柄、版本ID、厂商ID、子系统ID、可驱动PCI设备数量、PCI设备占用的系统资源等。由此通过PCI板卡的信息来自识别硬件模块信息。最终二次设备根据读取到的硬件板卡信息，可切换装置不同的应用场景。较佳的，本实施例能降低运维工作量和难度，提升运行维护水平，增强变电站自动化系统健壮性；有利于提高设备标准化制造水平，提高二次设备质量；二次设备互通互换，可降低备品备件数量，提高运行经济性，提高设备的使用效率，实现IED的互操作性、互换性，方便设备的维护、检修和更换以及变电站的扩建和自动化系统的扩充。较佳的，在本实施例中，二次设备硬件板卡自动识别技术通过总线号、功能号和设备号等信息区分板卡类型，然后读取板卡寄存器中存储的硬件ID、设备句柄、版本ID、厂商ID、子系统ID、子系统版本ID、硬件状态等。由于板卡寄存器已对硬件的性能和驱动作出基本的描述。因此，二次设备可根据寄存器的内容对硬件实施直接的识别和挂载设备板卡，实现二次设备自动转换应用场景，还有利于硬件的升级，简化了板卡使用的过程。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

权利要求：1.一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：提供测试平台识别电路、处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路；所述测试平台识别电路包括二次设备识别控制端、硬件识别控制器、识别扫描电路、处理器识别接口、硬件识别接口1、硬件识别接口2、硬件识别接口3、硬件识别接口4以及数据反馈接口电路；所述硬件ID存储器与所述硬件信息发送器电性相连；所述硬件识别控制器与所述识别扫描电路电性相连，所述识别扫描电路分别与所述处理器识别接口、所述硬件识别接口1、所述硬件识别接口2、所述硬件识别接口3和所述硬件识别接口4电性相连；所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序控制所述识别扫描电路分别对二次设备处理器硬件、硬件板卡1、硬件板卡2、硬件板卡3和硬件板卡4进行识别扫描，并发送识别扫描信号；所述处理器识别电路及所述硬件1识别电路、所述硬件2识别电路、所述硬件3识别电路和所述硬件识别电路4收到识别扫描信号后,即发送对应硬件板卡的识别ID到所述数据反馈接口电路，所述数据反馈接口电路将硬件板卡的识别ID传送到硬件识别控制器，所述硬件识别控制器集成的识别ID寄存器将分别收集各个硬件板卡的识别ID，并传送到所述二次设备识别控制端，二次设备识别控制端根据上送的不同硬件板卡识别ID分配不同的角色。2.根据权利要求1所述的一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：所述处理器识别电路、硬件1识别电路、硬件2识别电路、硬件3识别电路以及硬件4识别电路均包括相同型号的硬件ID存储器和相同型号的硬件信息发送器，所述处理器识别电路及各个硬件识别电路接收到识别扫描信号后，所述对应的硬件ID存储器将对应硬件板卡的识别ID传送到所述对应的硬件信息发送器，所述硬件信息发送器将硬件板卡的识别ID发送到所述数据反馈接口电路。3.根据权利要求1所述的一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：所述硬件板卡的识别ID包括但不限于总线号、功能号和设备号。4.根据权利要求1所述的一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：所述的硬件识别控制器内置识别扫描程序对板卡进行扫描和识别具体包括以下步骤：步骤S1：将硬件板卡插入二次设备后，所述硬件识别控制器运行识别扫描程序，对插入的板卡进行识别；步骤S2：进行二次设备系统初始化，如果系统初始化成功则进入步骤S3,否则返回步骤S1;步骤S3：在线测试工具为各个PCI设备进行资源分配；步骤S4：所述PCI设备通过含并行地址与数据总线的驱动程序对PCI厂商ID、设备ID以及版本号进行PCI总线搜索；步骤S5:读取硬件识别控制器集成的识别ID寄存器内容，查看是否存在符合步骤S4中搜索的驱动的设备，如果不存在符合的驱动设备则返回步骤S4,如果存在符合的驱动设备则找到设备后，驱动程序根据板卡的硬件设计情况，进行板卡硬件寄存器初始化和中断挂载工作；步骤S6：二次设备识别控制端识别挂载成功。5.根据权利要求1所述的一种基于PCI总线的二次设备硬件板卡自动识别方法，其特征在于：步骤S3所述的PCI设备为PCI插槽和插入插槽的板卡。

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