[发明专利]基于交换机的过程层网络报文分析方法

权利要求书

1.基于交换机的过程层网络报文分析方法，其特征是在现有的数字化变电站使用的工业交换机软硬件的基础之上，在接口板上增加FPGA芯片；接口板上与外部信号接口的芯片即物理层PHY与交换芯片之间增加FPGA芯片,所述的FPGA每一路通道两侧各直接接一PHY芯片；在实际数据的传输过程中，报文或数据通过RJ45或者光口接口进入PHY，而后数据通过MII进入到FPGA芯片；此时利用FPGA芯片，对进入的报文或数据进行分析，解析报文的报文头，从而判断出该报文为何种报文；针对特定类型的报文进行报文的正误判断。

2.根据权利要求1所述的基于交换机的过程层网络报文分析方法，其特征是利用FPGA芯片，对进入的报文或数据进行分析的流程如下：

报文的解析，FPGA通过监听和分析MII接口上的信号，在接收到报文的瞬间对报文的报文头进行解析，提取出其中的关键字，针对不同类型报文的不同关键字，对各个报文进行统计计数的处理，并将统计结果存储在FPGA中；

特定报文正误的判断，先将接收到的4-bit nibble数据转换成8-bit的数据，存入到报文缓冲区中。当报文进入缓冲区后，FPGA提取报文中的关键字，当关键字为0x88ba时说明该报文为接收到的数据采样SMV报文，随后解析SMV报文，提取出SMV报文中所带有的SmpCnt（样本计数器）信息，并存储（为了与下一帧SMV报文中的样本计数器的值进行比较）。此时，将提取到的SMV报文的SmpCnt信息与前一帧SMV报文中的样本计数器的值进行比较，比较其是否连续。若发现样本计数器的数值不连续，则判断为错误报文，将报文存储在本地的日志文件中，并通过FPGA将接收时间和采样计数器信息发送至管理CPU；

（3）管理CPU对FPGA的访问：管理CPU需将各种类型报文的统计结果定期或者不定期的通过网关软件上送；此时即需要管理CPU访问FPGA来获取相关统计结果。

3.根据权利要求1所述的基于交换机的过程层网络报文分析方法，其特征是管理CPU和FPGA通过LOCAL BUS总线相连接，CPU片选相关FPGA，通过不同类型的统计数据的存储地址来获取其相应的统计结果。片选时使用三八译码器，通过CPU的三根地址线以及一个片选管脚实现CPU片选信号的复用，实现8路片选信号，连接8块FPGA芯片。

4.根据权利要求1所述的基于交换机的过程层网络报文的分析方法，其特征是利用交换机接口板上的FPGA，针对特定类型的报文进行正误判断，当发现该报文有误时，将该报文存储，并将错误信息告知CPU,CPU产生告警信号。

5.根据权利要求1所述的基于交换机的过程层网络报文的分析方法，其特征是利用不改变交换机的整体结构，通过替换现有交换机的接口板，实现交换机功能的多样化，从经济效益上来讲具有一定的可行性。

6.根据权利要求1所述的基于交换机的过程层网络报文的分析方法，其特征是FPGA从一个串行闪存内加载硬件配置和嵌入式处理器软件。