中石化上海海洋石油工程有限公司物探分公司 上海 浦東 201208

引言

隨著海上地震勘探的不斷發(fā)展,對導(dǎo)航系統(tǒng)的控制功能、數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)據(jù)處理自動化等方面的要求也在不斷提高。ORCA綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的2006年成功開發(fā)并逐漸被投入市場。經(jīng)歷了14年的市場洗禮,已經(jīng)得到市場的廣泛認(rèn)可。為了讓更多導(dǎo)航人員了解到ORCA系統(tǒng),更好掌握和應(yīng)用該系統(tǒng),本文對ORCA系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了剖析。

ORCA軟件數(shù)據(jù)接口-PowerRTNU

PowerRTNU是Concept公司研發(fā)的一款的實(shí)時(shí)導(dǎo)航單元,其標(biāo)準(zhǔn)配置擁有15個傳感器接入口,12個TTL(或者Relay)輸出觸發(fā)接口和6個TTL(或者Relay)輸入觸發(fā)接口。其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)均采用百兆網(wǎng)板,VME Slot#1控制板擁有第三個網(wǎng)絡(luò)接口,可以用來同船上的記錄系統(tǒng)或者槍控直接通訊。另外還可以通過添加VME41等板獲得更多的傳感器接入口以滿足使用。

PowerRTNU的主要作用是將外部傳感器數(shù)據(jù)接入實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)并向Digicourse、搶控等設(shè)備提供高精度觸發(fā)信號。

1.前面板。標(biāo)準(zhǔn)配置的PowerRTNU包含兩塊PowerPC VME64x板和1個VME網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。增加PowerPC VME64x板可以增加功能。

如果超過15個串行端口,可以在第5槽添加第三塊PowerPC VME64x板,板上整合一塊PMC板,這樣就可以增加8個RS232端口。下圖顯示的是裝有3塊PowerPC VME64x板和1個VME網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的PowerRTNU前面板,同時(shí),每個VME64x 板整裝一塊或2塊PMC板。

2.后面板。標(biāo)準(zhǔn)配置的PowerRTNU 的有個轉(zhuǎn)換模塊——VTM-41和 VTM-42,在5、6和7號插槽可以添加更多轉(zhuǎn)換模塊。

3.處理器。PowerRTNU 的核心是摩托羅拉MVME2431型PowerPC VME總線處理器板,主要特點(diǎn):

摩托羅拉公司的低功耗,高性能的PowerPC 750 32位微處理器。帶擴(kuò)展接頭的64位PCI總 線。PowerPlus II架 構(gòu)優(yōu)化的PowerPC 微處理器,PCI總線和VME總線。256MB的板載內(nèi)存(SDROM)。2個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PMC插槽,PMC 1號插槽的所有信號和PMC 2號插槽幾乎所有信號都路由到VME P21Mb容量的板載固件,8K×8 NVRAM8MB的板載可編程閃存滿足用戶的特定需要。

零活可變的系統(tǒng)配置

PowerRTNU的操作系統(tǒng)為Wind River?-VxWorks?,PowerRTNU利用VxWorks 驅(qū)動程序完成與PCI PMCs通訊,這樣能用最少的軟件修改實(shí)現(xiàn)簡單的硬件升級。

PowerRTNU應(yīng)用軟件使用數(shù)據(jù)服務(wù)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)客戶-服務(wù)器架構(gòu),這種開放性的系統(tǒng)架構(gòu)使任何進(jìn)程都能在任意板上運(yùn)行。

一、數(shù)據(jù)服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器路由器

數(shù)據(jù)服務(wù)器運(yùn)行于內(nèi)置的VxWorks系統(tǒng)環(huán)境中,數(shù)據(jù)服務(wù)器路由器連接PowerRTNU的數(shù)據(jù)服務(wù)器和Spectra的數(shù)據(jù)服務(wù)器,并嚴(yán)格同步兩個數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

二、PowerRTNU的控制進(jìn)程(PCP)

PowerRTNU的控制進(jìn)程是運(yùn)行在各目標(biāo)處理器上的首要進(jìn)程。

PowerRTNU的控制進(jìn)程主要做以下工作:

通過讀取閃存固件或者通過VME總線讀取主處理器板(0號處理器板)的參數(shù)來配置處理器號、IP地址、主機(jī)名等;

主處理器板一旦檢測到就派生其內(nèi)置的數(shù)據(jù)服務(wù)器,連接任何運(yùn)行的處理器到內(nèi)置的數(shù)據(jù)服務(wù)器;

主處理器板一旦檢測到就派生內(nèi)置的數(shù)據(jù)服務(wù)器路由器;

詢問硬件得到包含配置文件的ILCCONF數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)而將該數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)置的數(shù)據(jù)服務(wù)器(每個處理器有一個ILCCONF數(shù)據(jù)項(xiàng),它包括PowerRTNU的名字和處理器號。例如:一個獨(dú)立的標(biāo)配PowerRTNU稱為“RTNU”,主處理器有兩個ILCCONF數(shù)據(jù)項(xiàng):@ILCCONF和@RTNU.0,第一個處理器就有@ILCCON和F@RTNU.1兩個數(shù)據(jù)項(xiàng));

如果發(fā)現(xiàn)數(shù)字輸入輸出PMC,PowerRTNU的控制進(jìn)程將啟用GPS進(jìn)程和數(shù)字輸入輸出進(jìn)程啟用串行數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)程命令

收集VxWorks內(nèi)核的狀態(tài)信息,比如空閑的內(nèi)存,進(jìn)程狀態(tài)和CPU電壓等,而且將這些數(shù)據(jù)以@RTNUSTATUS@的形式發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器。

結(jié)束語

上述從硬件和軟件詳細(xì)介紹了ORCA綜合導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備Power-RTNU。集成化的數(shù)據(jù)采集及同步控制接口的設(shè)計(jì),提供了所有導(dǎo)航定位設(shè)備的數(shù)據(jù)解釋接口及地震同步采集的信號觸發(fā)接口;基于客戶程序/服務(wù)程序結(jié)構(gòu)體系的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架,是整個系統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)思想,它使系統(tǒng)具有靈活、可變的配置能力,使得拖纜作業(yè)能夠保證各種定位數(shù)據(jù)接入和采集數(shù)據(jù)同步,提高作業(yè)船只的生產(chǎn)效率。