CN113821019B - 一种fpga高速收发器及其动态控制方法 - Google Patents

一种fpga高速收发器及其动态控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种FPGA高速收发器动态控制方法，包括如下步骤：对FPGA高速收发器进行故障测试，设置限制温度，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的第一时长；散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的第二时长；根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，根据的峰值速率极限运行时长对FPGA高速收发器进行传输速率调整，通过本发明，可以实现让FPGA收发器适应不同的环境，并能够在不同环境中稳定正常的运行的作用。

Description

一种FPGA高速收发器及其动态控制方法
技术领域
本发明涉及FPGA控制领域，具体是一种FPGA高速收发器及其动态控制方法。
背景技术
FPGA作为一种可编程器件，既解决了专用集成电路的不足，又克服了可编程器件逻辑门电路数量有限的缺点。随着FPGA高速收发器的各种应用，对FPGA高速收发器适应不同应用环境的能力要求也越来越高，因此，如何让应用于不同环境的FPGA收发器迅速的适应环境，发挥对应的性能，是当下需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种FPGA高速收发器动态控制方法，包括如下步骤：
步骤一，对FPGA高速收发器进行故障测试，根据故障测试结果，判断FPGA高速收发器的类别，若FPGA高速收发器正常，则进入步骤二，若高速收发器故障则重新选择FPGA高速收发器进行故障测试；
步骤二，设置限制温度，散热器控制装置控制散热装置处于停止状态，采用测试数据对FPGA高速收发器以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第一时长；
步骤三，散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采用测试数据以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第二时长；
步骤四，根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据散热器散热级数对FPGA高速收发器进行运行动态控制，当散热装置散热级数大于设定级数时，对FPGA高速收发器工作状态不进行限制；当散热装置散热级数小于设定级数时，进入步骤五；
步骤五，根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，根据的峰值速率极限运行时长对FPGA高速收发器进行传输速率调整，当FPGA高速收发器以峰值速率运行的时长达到设定的峰值速率极限运行时长的比例，则FPGA高速收发器的速率进行降档，同时获取温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则FPGA高速收发器保持该档速率运行，若温度上升率超过设定的温度上升率阈值，则对FPGA高速收发器的速率继续降档，同时获取温度上升率，直到温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则完成FPGA高速收发器动态控制。
进一步的，所述的第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，采用如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
进一步的，所述的根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，采用如下公式：
Figure 46154DEST_PATH_IMAGE002
。
进一步的，所述的温度上升率为FPGA高速收发器速率降档运行后，计算时间T内FPGA高速收发器的温度变化率，采用如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中的
Figure 838661DEST_PATH_IMAGE004
为FPGA高速收发器的速率降档后的FPGA高速收发器温度、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为经过时间T后FPGA高速收发器温度。
一种FPGA高速收发器，包括数据处理模块、散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置；所述的散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置分别与所述的数据处理模块连接；
其中的散热装置控制器用于控制散热装置的停止和启动；
所述的温度检测装置用于实时的检测FPGA收发器的温度；
所述的FPGA故障检测模块用于FPGA收发器启动时进行故障检测；
所述的测试模块用于对FPGA收发器进行测试；
所述的报警装置用于FPGA收发器温度超过设置值时的报警。
本发明的有益效果是：本发明所提供的FPGA高速收发器及其动态控制方法能够让FPGA收发器适应不同的环境，并能够在不同环境中稳定正常的运行。
附图说明
图1为一种FPGA高速收发器动态控制方法的流程示意图；
图2为一种FPGA高速收发器的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种FPGA高速收发器动态控制方法，包括如下步骤：
步骤一，对FPGA高速收发器进行故障测试，根据故障测试结果，判断FPGA高速收发器的类别，若FPGA高速收发器正常，则进入步骤二，若高速收发器故障则重新选择FPGA高速收发器进行故障测试；
步骤二，设置限制温度，散热器控制装置控制散热装置处于停止状态，采用测试数据对FPGA高速收发器以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第一时长；
步骤三，散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采用测试数据以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第二时长；
步骤四，根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据散热器散热级数对FPGA高速收发器进行运行动态控制，当散热装置散热级数大于设定级数时，对FPGA高速收发器工作状态不进行限制；当散热装置散热级数小于设定级数时，进入步骤五；
步骤五，根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，根据的峰值速率极限运行时长对FPGA高速收发器进行传输速率调整，当FPGA高速收发器以峰值速率运行的时长达到设定的峰值速率极限运行时长的比例，则FPGA高速收发器的速率进行降档，同时获取温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则FPGA高速收发器保持该档速率运行，若温度上升率超过设定的温度上升率阈值，则对FPGA高速收发器的速率继续降档，同时获取温度上升率，直到温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则完成FPGA高速收发器动态控制。
所述的第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，采用如下公式：
Figure 992299DEST_PATH_IMAGE001
根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，采用如下公式：
Figure 325192DEST_PATH_IMAGE002
。
温度上升率为FPGA高速收发器速率降档运行后，计算时间T内FPGA高速收发器的温度变化率，采用如下公式：
Figure 811668DEST_PATH_IMAGE003
其中的
Figure 70349DEST_PATH_IMAGE004
为FPGA高速收发器的速率降档后的FPGA高速收发器温度、
Figure 275065DEST_PATH_IMAGE005
为经过时间T后FPGA高速收发器温度。
如图２所示，应用FPGA高速收发器动态控制方法的FPGA高速收发器，包括数据处理模块、散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置；所述的散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置分别与所述的数据处理模块连接；
其中的散热装置控制器用于控制散热装置的停止和启动；所述的温度检测装置用于实时的检测FPGA收发器的温度；所述的FPGA故障检测模块用于FPGA收发器启动时进行故障检测；所述的测试模块用于对FPGA收发器进行测试；所述的报警装置用于FPGA收发器温度超过设置值时的报警。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种FPGA高速收发器动态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对FPGA高速收发器进行故障测试，根据故障测试结果，判断FPGA高速收发器的类别，若FPGA高速收发器正常，则进入步骤二，若高速收发器故障则重新选择FPGA高速收发器进行故障测试；
步骤二，设置限制温度，散热器控制装置控制散热装置处于停止状态，采用测试数据对FPGA高速收发器以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第一时长；
步骤三，散热器控制装置控制散热装置以峰值功率运行，采用测试数据以FPGA高速收发器峰值速率进行数据传输测试，采集测试过程中FPGA高速收发器温度到达限制温度的时长，该时长为第二时长；
步骤四，根据第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，根据散热器散热级数对FPGA高速收发器进行运行动态控制，当散热装置散热级数大于设定级数时，对FPGA高速收发器工作状态不进行限制；当散热装置散热级数小于设定级数时，进入步骤五；
步骤五，根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，根据的峰值速率极限运行时长对FPGA高速收发器进行传输速率调整，当FPGA高速收发器以峰值速率运行的时长达到设定的峰值速率极限运行时长的比例，则FPGA高速收发器的速率进行降档，同时获取温度上升率，若温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则FPGA高速收发器保持该档速率运行，若温度上升率超过设定的温度上升率阈值，则对FPGA高速收发器的速率继续降档，同时获取温度上升率，直到温度上升率在设定的温度上升率阈值内，则完成FPGA高速收发器动态控制。
2.根据权利要求1所述的一种FPGA高速收发器动态控制方法，其特征在于，所述的第一时长和第二时长的比值，得到散热装置散热级数，采用如下公式：
Figure 312536DEST_PATH_IMAGE001
。
3.根据权利要求1所述的一种FPGA高速收发器动态控制方法，其特征在于，所述的根据第一时长和第二时长的差值，得到FPGA高速收发器的峰值速率极限运行时长，采用如下公式：
Figure 143963DEST_PATH_IMAGE002
。
4.根据权利要求1所述的一种FPGA高速收发器动态控制方法，其特征在于，所述的温度上升率为FPGA高速收发器速率降档运行后，计算时间T内FPGA高速收发器的温度变化率，采用如下公式：
Figure 896018DEST_PATH_IMAGE003
其中的
Figure 656164DEST_PATH_IMAGE004
为FPGA高速收发器的速率降档后的FPGA高速收发器温度、
Figure 126460DEST_PATH_IMAGE005
为经过时间T后FPGA高速收发器温度。
5.应用权利要求1-4任一所述的FPGA高速收发器动态控制方法的FPGA高速收发器，其特征在于，包括数据处理模块、散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置；所述的散热装置控制器、温度检测装置、FPGA收发器、FPGA故障检测模块、测试模块、报警装置分别与所述的数据处理模块连接；
其中的散热装置控制器用于控制散热装置的停止和启动；
所述的温度检测装置用于实时的检测FPGA收发器的温度；
所述的FPGA故障检测模块用于FPGA收发器启动时进行故障检测；
所述的测试模块用于对FPGA收发器进行测试；
所述的报警装置用于FPGA收发器温度超过设置值时的报警。
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