ORCA综合导航系统软件数据接口PowerRTNU

中石化上海海洋石油工程有限公司物探分公司 上海 浦东 201208

引言

随着海上地震勘探的不断发展,对导航系统的控制功能、数据处理速度、数据处理自动化等方面的要求也在不断提高。ORCA综合导航系统的2006年成功开发并逐渐被投入市场。经历了14年的市场洗礼,已经得到市场的广泛认可。为了让更多导航人员了解到ORCA系统,更好掌握和应用该系统,本文对ORCA系统的关键设备进行了剖析。

ORCA软件数据接口-PowerRTNU

PowerRTNU是Concept公司研发的一款的实时导航单元,其标准配置拥有15个传感器接入口,12个TTL(或者Relay)输出触发接口和6个TTL(或者Relay)输入触发接口。其内部网络和外部网络均采用百兆网板,VME Slot#1控制板拥有第三个网络接口,可以用来同船上的记录系统或者枪控直接通讯。另外还可以通过添加VME41等板获得更多的传感器接入口以满足使用。

PowerRTNU的主要作用是将外部传感器数据接入实时导航系统并向Digicourse、抢控等设备提供高精度触发信号。

1.前面板。标准配置的PowerRTNU包含两块PowerPC VME64x板和1个VME网络交换机。增加PowerPC VME64x板可以增加功能。

如果超过15个串行端口,可以在第5槽添加第三块PowerPC VME64x板,板上整合一块PMC板,这样就可以增加8个RS232端口。下图显示的是装有3块PowerPC VME64x板和1个VME网络交换机的PowerRTNU前面板,同时,每个VME64x 板整装一块或2块PMC板。

2.后面板。标准配置的PowerRTNU 的有个转换模块——VTM-41和 VTM-42,在5、6和7号插槽可以添加更多转换模块。

3.处理器。PowerRTNU 的核心是摩托罗拉MVME2431型PowerPC VME总线处理器板,主要特点:

摩托罗拉公司的低功耗,高性能的PowerPC 750 32位微处理器。带扩展接头的64位PCI总 线。PowerPlus II架 构优化的PowerPC 微处理器,PCI总线和VME总线。256MB的板载内存(SDROM)。2个工业标准PMC插槽,PMC 1号插槽的所有信号和PMC 2号插槽几乎所有信号都路由到VME P21Mb容量的板载固件,8K×8 NVRAM8MB的板载可编程闪存满足用户的特定需要。

零活可变的系统配置

PowerRTNU的操作系统为Wind River®-VxWorks®,PowerRTNU利用VxWorks 驱动程序完成与PCI PMCs通讯,这样能用最少的软件修改实现简单的硬件升级。

PowerRTNU应用软件使用数据服务器技术实现客户-服务器架构,这种开放性的系统架构使任何进程都能在任意板上运行。

一、数据服务器与数据服务器路由器

数据服务器运行于内置的VxWorks系统环境中,数据服务器路由器连接PowerRTNU的数据服务器和Spectra的数据服务器,并严格同步两个数据服务器的数据。

二、PowerRTNU的控制进程(PCP)

PowerRTNU的控制进程是运行在各目标处理器上的首要进程。

PowerRTNU的控制进程主要做以下工作:

通过读取闪存固件或者通过VME总线读取主处理器板(0号处理器板)的参数来配置处理器号、IP地址、主机名等;

主处理器板一旦检测到就派生其内置的数据服务器,连接任何运行的处理器到内置的数据服务器;

主处理器板一旦检测到就派生内置的数据服务器路由器;

询问硬件得到包含配置文件的ILCCONF数据项进而将该数据发送到内置的数据服务器(每个处理器有一个ILCCONF数据项,它包括PowerRTNU的名字和处理器号。例如:一个独立的标配PowerRTNU称为“RTNU”,主处理器有两个ILCCONF数据项:@ILCCONF和@RTNU.0,第一个处理器就有@ILCCON和F@RTNU.1两个数据项);

如果发现数字输入输出PMC,PowerRTNU的控制进程将启用GPS进程和数字输入输出进程启用串行数据服务节点进程命令

收集VxWorks内核的状态信息,比如空闲的内存,进程状态和CPU电压等,而且将这些数据以@RTNUSTATUS@的形式发送给数据服务器。

结束语

上述从硬件和软件详细介绍了ORCA综合导航系统关键设备Power-RTNU。集成化的数据采集及同步控制接口的设计,提供了所有导航定位设备的数据解释接口及地震同步采集的信号触发接口;基于客户程序/服务程序结构体系的系统总体结构框架,是整个系统的核心设计思想,它使系统具有灵活、可变的配置能力,使得拖缆作业能够保证各种定位数据接入和采集数据同步,提高作业船只的生产效率。