基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术涉及一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法、系统和设备，属于工业控制技术领域，该方法、系统和设备，在安全仪表系统中所使用的CPU无ECC功能时，通过基于现场可编程门阵列，连接CPU和存储器，接收并处理CPU发送的读写内存的指令，在进行数据读写的同时，进行数据校验，从而实现对内存故障的诊断，在数据传输错误时及时进行纠错处理，提升CPU内存性能。在处理过程中，通过设置原数据和取反后数据，进行数据校验，提升了数据传输的准确性，从而最终能够提升安全仪表系统的安全完整性，使之满足认证要求。使之满足认证要求。使之满足认证要求。

【技术实现步骤摘要】
基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及工业控制
，具体涉及一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）为工厂控制系统中报警和联锁部分，对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制，是工厂企业自动控制中的重要组成部分，其本质为用于降低生产过程风险的安全保护系统，本身具有一定的安全完整性水平，需经专门机构认证。为满足认证所需的安全完整性等级（Safety Integrity Level，SIL）要求，SIS不仅能够及时响应被控系统因超过安全极限而带来的风险，还必须能够检测和处理自身故障，保证系统整体危险失效概率满足认证标准要求。
[0003]相关技术中，基本的安全仪表系统至少由主控模块、通讯模块、电源模块等构成，其中，主控模块可以CPU为主控芯片进行设计，在以CPU为主控芯片的产品中，内存对应用程序的安全稳定运行起着至关重要的作用。但是，在满足国产化、自主可控需求的前提下，大部分国产芯片无法实现CPU内存的故障诊断与恢复，使得CPU内存在出现故障时无法及时处理。
[0004]因此，如何对CPU内存性能进行诊断，成为现有技术中亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法、系统和设备，以克服目前大部分无ECC功能的国产芯片无法实现CPU内存的故障诊断与恢复，使得CPU内存在出现故障时无法及时处理的问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法，应用于安全仪表系统的CPU内存数据读取故障检测纠错；所述CPU无ECC功能，所述方法包括：响应CPU发送的读指令，在第一内存和第二内存中分别读取原数据和取反后数据；所述第一内存与所述第二内存的存储地址相同或不同；对所述取反后数据的数据位按位取反后得到目标数据，对比所述目标数据与所述原数据的数据位；若所述目标数据与所述原数据的数据位一致，则将所述原数据的数据位发送给所述CPU；若所述目标数据与所述原数据的数据位不一致，则进行纠错流程。
[0007]可选的，所述纠错流程，包括：对比所述目标数据与所述原数据，判断两者的数据位每个字节中是否只有一位不同；若所述目标数据与所述原数据的数据位每个字节中仅有一位不同，则根据校验位
纠正所述原数据的数据位，并将纠正后的正确数据发送给所述CPU；其中，所述校验位为根据奇校验得到。
[0008]可选的，所述根据校验位纠正所述原数据的数据位，包括：确定所述目标数据和所述原数据中不同数据位所在的字节所对应的校验位数据，根据所述校验位数据确定所述字节中二进制数据1的个数为奇数或偶数，作为奇偶结果；在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位。
[0009]可选的，所述在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位，还包括：若所述目标数据和所述原数据不同的数据位对应的字节中，二进制数据1的个数均与所述奇偶结果相同，则发送数据错误提醒。
[0010]可选的，所述在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位，包括：若所述目标数据和所述原数据不同的数据位对应的字节中，确定任一对应的二进制数据1的个数与所述奇偶结果相同，则将该字节对应的目标数据或原数据的数据位作为纠正后的正确数据的数据位。
[0011]可选的，还包括：若所述目标数据的数据位与所述原数据的数据位每个字节中不同的位数大于一位，则发送数据错误提醒。
[0012]又一方面，一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法，应用于安全仪表系统的CPU内存数据写入；所述方法包括：响应CPU发送的写指令，所述写指令携带待写入数据，对所述待写入数据进行奇校验得到校验位；以及，对所述待写入数据的数据位按位取反得到取反数据；将所述校验位与所述待写入数据作为原数据写入第一内存；以及，将所述取反数据和所述校验位作为取反后数据写入第二内存；其中，所述原数据与所述取反后数据一一对应，所述第一内存与所述第二内存的存储地址相同或不同。
[0013]可选的，所述对所述待写入数据进行奇校验得到校验位，包括：对所述待写入数据按照每8位进行奇校验的规则进行奇校验，得到二进制校验位作为所述校验位。
[0014]又一方面，一种安全仪表系统的CPU内存诊断系统，包括：CPU、现场可编程门阵列和内存组；所述内存组包括第一内存和第二内存；所述现场可编程门阵列分别与所述CPU和内存组相连；所述现场可编程门阵列根据上述任一所述的基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法在所述内存组组中进行数据读取；所述现场可编程门阵列根据上述任一所述的基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法在所述内存组中进行数据写入。
[0015]又一方面，一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断设备，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：
其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行上述任一项所述的基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法。
[0016]本专利技术提供的技术方案至少具备如下有益效果：在安全系统系统中，当CPU无ECC功能时，通过基于现场可编程门阵列，连接CPU和存储器，接收并处理CPU发送的读写内存的指令，在进行数据读写的同时，进行数据校验，从而实现对内存故障的诊断，在数据传输错误时及时进行纠错处理，提升CPU内存性能。在处理过程中，通过设置原数据和取反后数据，进行数据校验，提升了数据传输的准确性,从而最终能够提升安全仪表系统的安全完整性，使之满足认证要求。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术一实施例提供的一种应用于数据读取故障检测纠错的基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的一种应用于数据写入的基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法的流程示意图；图3为本专利技术一实施例提供的一种安全仪表系统的CPU内存诊断系统的连接原理示意图；图4为本专利技术一实施例提供的一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断设备的结构示意图。
[0019]具体实施方式
为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于现场可编程门阵列的CPU内存诊断方法，其特征在于，应用于安全仪表系统的CPU内存数据读取故障检测纠错；所述CPU无ECC功能，所述方法包括：响应CPU发送的读指令，在第一内存和第二内存中分别读取原数据和取反后数据；所述第一内存与所述第二内存的存储地址相同或不同；对所述取反后数据的数据位按位取反后得到目标数据，对比所述目标数据与所述原数据的数据位；若所述目标数据与所述原数据的数据位一致，则将所述原数据的数据位发送给所述CPU；若所述目标数据与所述原数据的数据位不一致，则进行纠错流程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纠错流程，包括：对比所述目标数据与所述原数据，判断两者的数据位每个字节中是否只有一位不同；若所述目标数据与所述原数据的数据位每个字节中仅有一位不同，则根据校验位纠正所述原数据的数据位，并将纠正后的正确数据发送给所述CPU；其中，所述校验位为根据奇校验得到。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据校验位纠正所述原数据的数据位，包括：确定所述目标数据和所述原数据中不同数据位所在的字节所对应的校验位数据，根据所述校验位数据确定所述字节中二进制数据1的个数为奇数或偶数，作为奇偶结果；在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位，还包括：若所述目标数据和所述原数据不同的数据位对应的字节中，二进制数据1的个数均与所述奇偶结果相同，则发送数据错误提醒。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述目标数据和所述原数据的数据位中，确定所述字节中二进制数据1的个数与所述奇偶结果相匹配的数据，作为纠正后的正确数据的数据位，包括：若所述目标数据和所述原数据不同的数据位对应的字节中，确定任...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐停停，吴海燕，徐艳春，
申请(专利权)人：北京控达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：