[發明專利]基于FPGA的智能變電站網絡風暴處理模塊及解決方法

有效

• 申請號: 201410309256.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104065587B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 白世軍;金猛;石楠;陳凱
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H04L12/813
• 分類號: H04L12/813;H04L12/823
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 蔡和平

1.基于FPGA的智能變電站網絡風暴解決方法，其特征在于，將物理層芯片通過設置在FPGA中的接收控制模塊與上層程序連接；接收控制模塊包括接收控制狀態機、訂閱報文解析判斷模塊、接收字節計數模塊和CRC校驗模塊；接收字節計數模塊包括字節計數器和幀間隔計數器；所述網絡風暴解決方法包括如下步驟，

1)接收控制模塊將從物理層芯片接收到的2位以太網數據幀和2位以太網數據幀有效信號分別分配給接收控制狀態機和CRC校驗模塊，并接收從上層程序下配的配置信息分配到訂閱報文解析判斷模塊；

2)無2位以太網數據幀時，接收控制狀態機停留在空閑狀態；當接收控制狀態機偵測到2位以太網數據幀中的前導碼0x5d時，接收控制狀態機將進入前導碼識別，開始接收前序碼后，接收控制狀態機進入幀起始符狀態，接收一個字節的幀起始定界符，之后根據幀間計數器的值進入不同狀態；

當幀間計數器所確定的時間大于或等于96個比特時間時，接收控制狀態機將接收到的2位以太網數據幀組裝為8位數據幀，并循環接收組裝直到報文數據接收完畢后進入空閑狀態；

當幀間計數器所確定的時間小于96個比特時間時，接收控制狀態機將進入丟棄狀態，并一直維持該狀態直到2位以太網數據幀有效信號結束，接收控制狀態機再回到空閑等待接收新的以太網數據幀；

3)接收控制狀態機將在步驟2)中接收報文數據的狀態信息和接收報文數據共享給接收字節計數模塊；通過字節計數器計數接收報文數據的字節長度，并判斷接收報文數據的長度是否滿足在最小幀長度和最大幀長度之間，如果滿足則置相應的判斷信號為無效，保留該報文數據；如果不滿足則置相應的判斷信號為有效，丟棄該幀報文數據；同時將判斷信號輸出共享給接收控制模塊和訂閱報文解析判斷模塊；

通過幀間隔計數器檢測接收到的數據幀與前一幀數據之間的最小幀間隔，如果最小幀間隔時間小于96個比特時間，則置相應的判斷信號為有效，丟棄該報文數據；如果不滿足則置相應的判斷信號為無效，保留該幀報文數據；同時將判斷信號輸出共享給接收控制模塊和接收控制狀態機；

4)接收控制狀態機將在步驟2)中接收報文數據的狀態信息和接收報文數據共享給訂閱報文解析判斷模塊；根據接收控制狀態機共享的報文數據的狀態信息、步驟3)中字節計數器共享的接收報文數據計數信息和步驟1)中分配到的配置信息，開始從報文頭逐字節判斷接收到的報文是否與配置信息相符合，如果有一個字節不符合，則將丟棄信號置為有效；如果全部符合，則將丟棄信號置為無效；將丟棄信號共享給接收控制模塊，并輸出供上層程序判斷使用；

5)CRC校驗模塊對并行輸入的2位以太網數據幀通過CRC32加權式計算校驗碼，根據計算的CRC校驗碼檢驗步驟1)中分配到的2為以太網數據幀中的CRC校驗數據，如果檢驗結果正確，則置相應的校驗信號為無效，相反則置為有效；將校驗信號共享到接收控制模塊，并輸出供上層程序判斷使用；

6)接收控制模塊通過對步驟3)中共享的判斷信號、步驟4)中共享的丟棄信號和步驟5)中共享的校驗信號進行與邏輯判斷得到解析信號，并上送給上層程序使用，當解析信號無效時，上層程序上傳存儲此幀報文數據；當解析信號有效時，上層程序丟棄此幀報文數據；

7)重復步驟1)至步驟6)，在接收到每一幀數據的同時進行解析判斷并向上層程序輸出每一幀對應的解析信號。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的智能變電站網絡風暴解決方法，其特征在于，步驟2)中，如果在接收前序碼、幀起始符和報文數據期間，數據有效信號被清除，那么狀態機將回到空閑狀態。

3.根據權利要求1或2所述的基于FPGA的智能變電站網絡風暴解決方法，其特征在于，步驟2)中，如果幀間計數器所確定的時間大于或等于96個比特時間，接收控制狀態機將依次進入數據2位第一接收狀態以接收字節的低2位，數據2位第二接收狀態以接收字節的第3和第4位，數據2位第三狀態以接收字節的第5和第6位，數據2位第四狀態以接收字節的高2位；之后又回到數據2位第一接收狀態，重復接收并組裝2位數據幀為8位數據幀；直到數據接收完畢后進入空閑狀態，等待接收新的報文數據。