[发明专利]基于多核架构高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法

说明书

本发明公开了一种基于多核架构高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法，利用芯片内部共享RAM区域建立多核之间交互通道，并跟据电力系统采样的特性定义最小同步中断值，完成多核协同快速响应架构，同时采用特殊中断触发方式，启动多核历史数据存储功能，确保数据源的完整性，实现保护算法的无缝切换，最后将RC对EP的训练过程进行时间片分割，并行处理其他任务，提升自恢复时间。本发明用以解决高速差分总线链路异常恢复保护算法数据源不完整问题，并提高系统恢复时间，增强了平台自恢复能力，提升了二次设备装置的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于多核架构高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

随着智能变电站的不断推广，对二次设备的大流量数据交换要求日益提升,高速串行差分总线(如PCIe)已成为装置内部数据通信的主要载体，与电网安全可靠运行息息相关。智能电力二次设备的可靠性依赖于通信的稳定性，通信异常会使二次设备采样数据不完整甚至丢失，造成保护装置算法的源数据出现问题，导致保护设备失效，电网处于无保护状态，带来的后果十分严重。因此，研究高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法不仅能够保证二次设备通信可靠性，又能避免保护装置拒动、误动等事故的发生，为电网运行的安全性提供保障。

电力系统作为一个复杂的系统，各种电气设备在内部纵横交错，互相关联，互相影响，其中既有高达500kV的高压一次设备，也有工作电压仅为0.3V的芯片。在这样恶劣的电磁环境中，既要保证高速差分通信接口的抗干扰能力，更要保证通信接口在干扰下发生异常情况后，能够快速训练实现链路自恢复。

现有高速差分总线(如PCIe)的训练机制都为单核工作模式，RC端通过检测链路状态来控制EP端的配置、链路训练、通信恢复等过程，相当于将整个链路进行重新初始化，不同CPU的初始化时间有所区别，大约100毫秒到几秒。而在通信链路重新恢复的过程中如果发生电力故障，会使装置动作延时，严重的还会发生越级动作等性质恶劣事件。

本发明通过多核协同快速响应技术、断链检测无缝切换技术及高速差分总线快速自恢复技术，大大降低了多核系统链路异常恢复时间，可控制在1/4工频周波内完成整个链路的重新训练，恢复正常通信。即使在电磁干扰、静电串入等环境恶劣条件下，发生高速差分总线链路通信异常及断链情况，本发明也能确保二次设备装置的正确动作，避免故障范围扩大而影响电网运行的稳定性。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于多核架构高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于多核架构高速差分总线的无缝切换快速自恢复方法，包括如下步骤：

步骤1：利用芯片内部共享RAM，Random-Access Memory区域建立多核数据交互通道，通道个数与核个数成如下公式比例：(m为通道个数，n为核个数)，同时将各RAM区域进行4K字节对齐，再对RAM区域中的接收数据进行一级缓存备份；

步骤2：根据电力行业保护装置采样需求，定义最小同步中断值，并采用外部最高优先级硬中断方式让各CPU在最小时间内同步响应并处理交换数据；

步骤3：采用特殊中断触发方式，配合多核协同响应技术，启动历史数据存储功能，启动断面保护算法，待通信恢复正常后确保数据源的完整性，完成保护算法的无缝切换，实现断链检测无缝切换技术；

步骤4：将RC，Root Complex，根控制器对EP，End Point，端点的训练过程进行时间片分割，并行处理其他任务，在1/4工频周波内完成链路恢复功能。

作为优选方案，所述多核交互通道的建立步骤如下：

1.1：各核之间通道独立；

1.2：通道首地址以4K对齐；