买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：清华大学

摘要：本公开涉及一种基于FPGA和RISC‑V软核处理器及国密软核的冗余控制系统，在单片FPGA上部署两个基于RISC‑V指令集的CPU软核、国密单元和其他IP软核单元实现的控制模块，控制模块的组成可软件化配置，支持数据传输的加解密，两个控制模块支持对等冗余控制方式或主从冗余控制方式，在利用对等冗余控制方式时，系统包括通过一个FPGA实现且在该FPGA上设置有两个控制模块的对等冗余装置；在利用主从冗余控制方式时，系统包括通过一个FPGA实现且在该FPGA上设置有两个控制模块的主从冗余装置。本公开的冗余控制系统在单片FPGA上部署两个控制模块，能够利用对等冗余控制方式或主从冗余控制方式实现冗余控制，提高了系统的可靠性和容错性，国密功能的支持提高了系统的信息安全性。

主权项：1.一种基于FPGA和RISC-V软核处理器及国密软核的冗余控制系统，其特征在于，所述系统包括对等冗余装置，所述对等冗余装置通过一个现场可编程逻辑门阵列FPGA实现，所述对等冗余装置包括第一控制模块、第二控制模块、多个隔离模块、多个模数转换模块、信号输出选择电路，所述第一控制模块包括第一处理单元、多个第一GPIO单元、多个第一SPI单元，所述多个第一GPIO单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第一处理单元，所述多个第一SPI单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第一处理单元；所述第二控制模块包括第二处理单元、多个第二GPIO单元、多个第二SPI单元，所述多个第二GPIO单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第二处理单元，所述多个第二SPI单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第二处理单元；所述第一处理单元和所述第二处理单元均是在该FPGA上基于预设RISC-V指令集实现，且所述第一处理单元和所述第二处理单元所接收到的待处理信号相同，所述待处理信号包括各所述开关量输入信号、各所述模拟量输入信号、各通信输入信号，所述待处理信号表示核反应堆的运行情况和配置情况；所述第一处理单元，用于接收所述待处理信号，根据预定的处理规则处理所述待处理信号得到第一结果，所述第一结果包括第一开关量输出信号、第一模拟量输出信号、第一通信输出信号，并将所述第一结果发送至所述信号输出选择电路；所述第二处理单元，用于接收所述待处理信号，根据所述处理规则处理所述待处理信号得到第二结果，所述第二结果包括第二开关量输出信号、第二模拟量输出信号、第二通信输出信号，并将所述第二结果发送至所述信号输出选择电路；所述信号输出选择电路，用于根据所述第一结果和所述第二结果确定出对等冗余控制结果，所述对等冗余控制结果用于作为对所述核反应堆进行的控制动作的确定依据；其中，所述第一控制模块还包括第一国密单元，所述第二控制模块还包括第二国密单元，所述第一控制模块，用于在经第一输出通信接口发出第一待传递数据之前，将所述第一待传递数据发送至所述第一国密单元；所述第一国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第一待传递数据进行加密，以使所述第一控制模块经所述第一输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第一控制模块，还用于在经第一输入通信接口接收第二待传递数据之前，将所述第二待传递数据发送至所述第一国密单元；所述第一国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第二待传递数据进行解密，以使所述第一控制模块经所述第一输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第一输入通信接口和所述第一输出通信接口分别来自于所述第一控制模块的第一UART单元和第一LAN单元，所述第一待传递数据包括第一串行通信信号和第一以太网通信信号，所述第二待传递数据包括串行输入通信信号和以太网输入通信信号；所述第二控制模块，用于在经第二输出通信接口发出第三待传递数据之前，将所述第三待传递数据发送至所述第二国密单元；所述第二国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第三待传递数据进行加密，以使所述第二控制模块经所述第二输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第二控制模块，还用于在经第二输入通信接口接收所述第二待传递数据之前，将所述第二待传递数据发送至所述第二国密单元；所述第二国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第二待传递数据进行解密，以使所述第二控制模块经所述第二输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第二输入通信接口和所述第二输出通信接口分别来自于所述第二控制模块的第二UART单元和第二LAN单元，所述第三待传递数据包括第二串行通信信号和第二以太网通信信号。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 一种基于FPGA和RISC-V软核处理器及国密软核的冗余控制系统