Fpga內部功能自診斷方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及FPGA(Field-ProgrammabIe Gate Array，現場可編程門陣列)技術領域，特別是涉及FPGA內部功能自診斷方法與系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]FPGA即現場可編程門陣列，其作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。
[0003]目前FPGA在各行各業(yè)得到廣泛應用，隨著繼電保護技術發(fā)展，FPGA開始在繼電保護系統(tǒng)大規(guī)模應用。繼電保護對設備的可靠性要求非常高，由于FPGA基于SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機存儲器)架構，芯片的正常工作會收到外界干擾的影響，如何保證FPGA的可靠性成為一個關鍵問題。
[0004]目前更多的學者對FPGA主要研究如何提升其運行效率、處理能力以及二次開發(fā)等方面，對于如何實現FPGA內部功能自診斷，以提高其可靠性的方面目前尚無完整的技術方案。

【發(fā)明內容】

[0005]基于此，有必要針對目前尚無FPGA內部功能自診斷方案，以提高FPGA可靠性的問題，提供一種FPGA內部功能自診斷方法與系統(tǒng)，以提高FPGA的可靠性。
[0006]—種FPGA內部功能自診斷方法，包括步驟:
[0007]對所述FPGA的輸入報文添加CRC(Cyclical Redundancy Check，循環(huán)冗余碼)校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數所述FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量；
[0008]根據所述CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷所述FPGA是否持續(xù)出現異常；
[0009]當所述FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。
[0010]一種FPGA內部功能自診斷系統(tǒng)，包括:
[0011]校驗模塊，用于對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數所述FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量；
[0012]異常判斷模塊，用于根據所述CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷所述FPGA是否持續(xù)出現異常；
[0013]處理模塊，用于當所述FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。
[0014]本發(fā)明FPGA內部功能自診斷方法與系統(tǒng)，對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量，根據CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，當FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。整個過程中，采用CRC校驗和漏桶算法，判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，當出現異常時發(fā)出告警信號，實現FPGA內部功能自診斷，有效提高FPGA的可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明FPGA內部功能自診斷方法第一個實施例的流程示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明FPGA內部功能自診斷方法第二個實施例的流程示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明FPGA內部功能自診斷系統(tǒng)第一個實施例的結構示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明FPGA內部功能自診斷系統(tǒng)第二個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1、圖2所示，一種FPGA內部功能自診斷方法，包括步驟:
[0020]SlOO:對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數所述FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量。
[0021]CRC是利用除法及余數的原理來作錯誤偵測的，實際應用中，發(fā)送裝置計算出CRC值并隨數據一同發(fā)送給接收裝置，接收裝置對收到的數據重新計算CRC并與收到的CRC相比較，若兩個CRC值不同，則說明數據通訊出現錯誤。具體來說，可以在FPGA入口處對輸入報文尾添加CRC校驗和在FPGA出口處對報文進行CRC校驗，計數FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量，同時非必要的，還可以計數FPGA的輸出報文中CRC正確報文的數量。
[0022]S200:根據所述CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷所述FPGA是否持續(xù)出現異常。
[0023]漏桶算法(Leaky Bucket)是目前在網絡世界中流量整形或速率限制時經常使用的一種算法，它的主要目的是控制數據注入到網絡的速率，平滑網絡上的突發(fā)流量。漏桶算法提供了一種機制，通過它，突發(fā)流量可以被整形以便為網絡提供一個穩(wěn)定的流量。具體來說，漏桶可以看作是一個帶有常量服務時間的單服務器隊列，如果漏桶(包緩存)溢出，那么數據包會被丟棄，在網絡中，漏桶算法可以控制端口的流量輸出速率，平滑網絡上的突發(fā)流量，實現流量整形，從而為網絡提供一個穩(wěn)定的流量。在本發(fā)明FPGA內部功能自診斷方法中根據CRC錯誤報文的數量，通過漏桶算法上述特性來判斷FPGA是否持續(xù)出現異常。
[0024]為了更進一步詳細解釋漏桶算法的過程，下面將采用一實施例進行說明。
[0025]在其中一個實施例中，步驟S200具體包括:
[0026]S220:當所述CRC錯誤報文的數量超過第一預設門限值時，判定所述FPGA出現異常，對所述FPGA進行復位操作，其中，所述復位操作包括對所述CRC錯誤報文的數量歸零。
[0027]S240:統(tǒng)計所述FPGA已復位次數。
[0028]S260:當所述FPGA已復位次數超過第二預設門限值時，判定所述FPGA持續(xù)出現異常。
[0029]假設CRC錯誤報文的數量為M，第一預設門限值為X，當M大于X時，判定FPGA已經出現異常，此時對FPGA進行復位操作，將CRC錯誤報文的數量歸零。之后每當CRC錯誤報文的數量M大于第一預設門限值X，都對FPGA進行復位操作，將CRC錯誤報文的數量歸零，并記錄下FPGA已復位的次數N，當N大于第二預設門限值Y時，此時判定FPGA已經持續(xù)出現異常。
[0030]S300:當所述FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。
[0031]當FPGA持續(xù)出現異常時。發(fā)出告警信號，提示操作人員需要更換物理層。
[0032]本發(fā)明FPGA內部功能自診斷方法，對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量，根據CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，當FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。整個過程中，采用CRC校驗和漏桶算法，判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，當出現異常時發(fā)出告警信號，實現FPGA內部功能自診斷，有效提高FPGA的可靠性。
[0033]在其中一個實施例中，所述當所述CRC錯誤報文的數量超過第一預設門限值時，判定所述FPGA出現異常，對所述FPGA進行復位操作的步驟具體包括:
[0034]統(tǒng)計連續(xù)收到CRC正確報文的數量，當連續(xù)收到所述CRC正確報文的數量大于第三預設門限值時，將所述CRC錯誤報文的數量減去預設值，獲得修正值，當所述修正值大于零時，修正所述CRC錯誤報文的數量為所述修正值，當所述修正值小于或等于零時，修正的所述CRC錯誤報文的數量為零；
[0035]當修正的所述CRC錯誤報文的數量超過第一預設門限值時，判定所述FPGA出現異常，對所述FPGA進行復位操作。
[0036]除了考慮CRC錯誤報文的數量之外還對CRC正確報文的數量進行考慮，以修正CRC錯誤報文的數量，實現FPGA出現異常情況的準確判斷。具體來說，例如可以當連續(xù)收到3個CRC正確報文時，將CRC錯誤報文的數量減I，以修正CRC錯誤報文的數量。需要指出的是修正后的CRC錯誤報文的數量大于或等于零，假設當前CRC錯誤報文的數量為O，且目前已經連續(xù)收到3個CRC正確報文，此時將當前CRC錯誤報文的數量為O減去I，獲得修正值為-1，此時，，修正后的CRC錯誤報文的數量計數為O。
[0037]在其中一個實施例中，所述對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數CRC錯誤報文的數量的步驟具體為:
[0038]對所述FPGA的輸入報文的報文尾添加CRC校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數所述CRC錯誤報文的數量。
[0039]具體來說，可以在FPGA的輸入報文的報文尾添加CRC校驗和。更具體來說，可以在FPGA的輸入報文最后4位添加CRC校驗和。
[0040]如圖2所示，在其中一個實施例中，步驟S300之后還包括:
[0041 ] S400:記錄所述CRC錯誤報文的內容和時間，并將所述CRC錯誤報文的內容和時間關聯存儲。
[0042]將CRC錯誤報文的內容和時間關聯存儲，便于對FPGA運行情況進行監(jiān)控，也便于后期對FPGA運行情況進行深入了解和分析。
[0043 ]如圖3所示，一種FPGA內部功能自診斷系統(tǒng)，包括:
[0044]校驗模塊100，用于對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對所述FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數所述FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量；
[0045]異常判斷模塊200，用于根據所述CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷所述FPGA是否持續(xù)出現異常；
[0046]處理模塊300，用于當所述FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。
[0047]本發(fā)明FPGA內部功能自診斷系統(tǒng)，校驗模塊100對FPGA的輸入報文添加CRC校驗和，對FPGA的輸出報文進行CRC校驗，并計數FPGA的輸出報文中CRC錯誤報文的數量，異常判斷模塊200根據CRC錯誤報文的數量，并通過漏桶算法判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，處理模塊300當FPGA持續(xù)出現異常時，發(fā)出報警信號。整個過程中，采用CRC校驗和漏桶算法，判斷FPGA是否持續(xù)出現異常，當出現異常時發(fā)出告警信號，實現FPGA內部功能自診斷，有效提高FPGA的可靠性。
[0048]如圖4所示，在其中一個實施例中，所述異常判斷模塊200具體包括:
[0049]復位單元220，用于當所述CRC錯誤報文的數量超過第一預設門限值時，判定所述FPGA出現異常，對所述FPGA進行復位操作，其中，所述復位操作包括對所述CRC錯誤報文