CN107835067A - 基于可编程器件的goose报文接收风暴抑制方法 - Google Patents

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王乾刚
刘辉
谢秋金
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Abstract

一种基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，在接收报文与CPU之间加入一个可编程器件，并在可编程器件中构建时序逻辑以提取当前接收报文的CRC校验码，并存储最近接收的三个GOOSE报文的CRC校验码，当检测到当前CRC与记录的三个GOOSE报文的CRC有任何一个相同，则当前报文是风暴报文不予接收；而若与记录的三个CRC校验码均不相同，则认为当前报文不是风暴报文，完成接收和存储，并将当前报文的CRC校验码做为最新接收的CRC校验码更新到记录的三个CRC校验码中去。本发明有效的抑制了风暴报文对接收设备的干扰，极大减少了CPU的资源消耗，具有实现简单且对风暴抑制效果明显的特点。

Description

基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法
技术领域
本发明涉及数字化变电站过程层网络通信技术领域，特别是涉及一种GOOSE报文接收风暴抑制的逻辑方法。
背景技术
随着数字化和网络通信技术的发展，基于IEC61850标准的数字化变电站在国内大规模的推广建设开来，使得网络数据通信的可靠性和稳定性在新一代变电站站中的显得尤为重要。在基于IEC61850标准的数字化变电站过程层数据通信中，GOOSE报文负责传输控制命令和状态信息，其特点为：无变位时，每5s发送一帧心跳报文；有变位时，报文呈突发状，随变位信号而定。虽然GOOSE报文数据量并不大，但通信网络中充斥着各种各样的报文，也随时可能出现大量的干扰报文，尤其是在某些设备出现异常时，可能向网络里注入大量重复的风暴报文。很多设备直接使用CPU去分析和判断接收报文的有效性，当网络中出现风暴报文时，则会严重消耗CPU的资源，导致CPU忙于处理这些没用的风暴报文而影响其他功能正常工作，严重时会导致接收设备故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，能够解决GOOSE网络风暴对CPU资源的消耗，同时也能确保每个正确的GOOSE报文不被遗漏的接收。
本发明的目的可以这样实现，设计一种基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，包括以下步骤：
A、接收报文与处理器之间加入一个可编程器件；
B、在可编程器件中通过硬件描述语言构建时序逻辑以提取当前接收报文的CRC校验码，并存储最近接收的三个GOOSE报文的CRC校验码，当检测到当前CRC与记录的三个GOOSE报文的CRC有任何一个相同，则当前报文为风暴报文不予接收；若与记录的三个CRC校验码均不相同，则认为当前报文不是风暴报文，完成接收和存储，并将当前报文的CRC校验码做为最新接收的CRC校验码更新到记录的三个CRC校验码中去，以作为下一个接收报文CRC有效性的判断依据；
C、将判定不是风暴报文的GOOSE报文传输到处理器进行处理。
进一步地，可编程器件，一端口通过RMII接口与PHY芯片对接，实现对GOOSE报文数据的接收；另一端口通过LocalBus接口与处理器相连，用于将经过风暴抑制后存储下来的GOOSE报文传输到处理器进行处理。
进一步地，从PHY芯片过来的RMII接口信号先经过RMII接口控制逻辑器进行处理，将接收信号由RMII转换成更便于报文接收解析处理的格式；然后通过GOOSE接收控制逻辑器提取出当前接收报文的CRC校验码，并将该CRC校验码给到CRC比对控制逻辑器，与记录的最近接收的三个GOOSE报文CRC进行逐个比较，若当前CRC与记录的三个CRC的任何一个相同，则认为当前报文是风暴报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈风暴标识信号，使GOOSE接收控制逻辑器放弃对当前报文的接收和存储；而若当前CRC与记录的三个CRC均不相同，则认为当前报文是正确报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈非风暴信号，使GOOSE接收控制逻辑器继续对当前报文的接收并存储。
更进一步地，将RMII接口数据转换成每16个时钟周期输出32bit数据。
进一步地，可编程器件为FPGA或者CPLD。
本发明有效的抑制了风暴报文对接收设备的干扰，极大减少了CPU的资源消耗，具有实现简单且对风暴抑制效果明显的特点。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的结构示意框图；
图2是本发明较佳实施例之的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，包括以下步骤：
A、接收报文与处理器之间加入一个可编程器件；
B、在可编程器件中通过硬件描述语言构建时序逻辑以提取当前接收报文的CRC校验码，并存储最近接收的三个GOOSE报文的CRC校验码，当检测到当前CRC与记录的三个GOOSE报文的CRC有任何一个相同，则当前报文为风暴报文不予接收；若与记录的三个CRC校验码均不相同，则认为当前报文不是风暴报文，完成接收和存储，并将当前报文的CRC校验码做为最新接收的CRC校验码更新到记录的三个CRC校验码中去，以作为下一个接收报文CRC有效性的判断依据；
C、将判定不是风暴报文的GOOSE报文传输到处理器进行处理。
本发明是在PHY芯片与CPU之间加入可编程逻辑器件，并通过可编程器件实现对GOOSE报文风暴抑制。用于实现风暴抑制逻辑的可编程器件可以为FPGA或者CPLD。本实施方式中所述的可编程器件使用Altera公司的CycloneIV系列FPGA芯片EP4CE30F23C8N。如图1所示，可编程器件，一端口通过RMII接口与PHY芯片对接，实现对GOOSE报文数据的接收；另一端口通过LocalBus接口与处理器相连，用于将经过风暴抑制后存储下来的GOOSE报文传输到处理器进行处理。以太网报文经过PHY芯片后以RMII标准接口连接到FPGA上，实现FPGA对报文数据的获取。在FPGA内部实现对GOOSE报文风暴抑制之后，正确接收并缓存下来的GOOSE报文通过FPGA与CPU之间的LocalBus标准接口传输到CPU进行处理。
如图2所示，从PHY芯片过来的RMII接口信号先经过RMII接口控制逻辑器进行处理，将接收信号由RMII转换成更便于报文接收解析处理的格式，为使报文解析高效便捷，将RMII接口数据转换成每16个时钟周期输出32bit数据，即延长逻辑处理周期又使每次逻辑处理能获取足够的数据信息；然后通过GOOSE接收控制逻辑器提取出当前接收报文的CRC校验码，并将该CRC校验码给到CRC比对控制逻辑器，与记录的最近接收的三个GOOSE报文CRC进行逐个比较；若当前CRC与记录的三个CRC的任何一个相同，则认为当前报文是风暴报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈风暴标识信号，使GOOSE接收控制逻辑器放弃对当前报文的接收和存储；而若当前CRC与记录的三个CRC均不相同，则认为当前报文是正确报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈非风暴信号，使GOOSE接收控制逻辑器继续对当前报文的接收并存储。
本发明使用可编程器件对接收报文进行预处理，针对频繁重复接收到的风暴报文进行过滤，有效的抑制了风暴报文对接收设备的干扰，极大减少了CPU的资源消耗。

Claims (5)

1.一种基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、接收报文与处理器之间加入一个可编程器件；
B、在可编程器件中通过硬件描述语言构建时序逻辑以提取当前接收报文的CRC校验码，并存储最近接收的三个GOOSE报文的CRC校验码，当检测到当前CRC与记录的三个GOOSE报文的CRC有任何一个相同，则当前报文为风暴报文不予接收；若与记录的三个CRC校验码均不相同，则认为当前报文不是风暴报文，完成接收和存储，并将当前报文的CRC校验码做为最新接收的CRC校验码更新到记录的三个CRC校验码中去，以作为下一个接收报文CRC有效性的判断依据；
C、将判定不是风暴报文的GOOSE报文传输到处理器进行处理。
2.根据权利要求1所述的GOOSE报文接收风暴的抑制方法，其特征在于：可编程器件，一端口通过RMII接口与PHY芯片对接，实现对GOOSE报文数据的接收；另一端口通过LocalBus接口与处理器相连，用于将经过风暴抑制后存储下来的GOOSE报文传输到处理器进行处理。
3.根据权利要求2所述的基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，其特征在于：从PHY芯片过来的RMII接口信号先经过RMII接口控制逻辑器进行处理，将接收信号由RMII转换成更便于报文接收解析处理的格式；然后通过GOOSE接收控制逻辑器提取出当前接收报文的CRC校验码，并将该CRC校验码给到CRC比对控制逻辑器，与记录的最近接收的三个GOOSE报文CRC进行逐个比较，若当前CRC与记录的三个CRC的任何一个相同，则认为当前报文是风暴报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈风暴标识信号，使GOOSE接收控制逻辑器放弃对当前报文的接收和存储；而若当前CRC与记录的三个CRC均不相同，则认为当前报文是正确报文，CRC比对控制逻辑器给GOOSE接收控制逻辑器反馈非风暴信号，使GOOSE接收控制逻辑器继续对当前报文的接收并存储。
4.根据权利要求2所述的基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，其特征在于：将RMII接口数据转换成每16个时钟周期输出32bit数据。
5.根据权利要求1所述的基于可编程器件的GOOSE报文接收风暴抑制方法，其特征在于：可编程器件为FPGA或者CPLD。
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