[发明专利]一种拟态工业控制器主控之间的大数据量数据同步方法

说明书

本发明公开了一种拟态工业控制器，包括一个裁决FPGA和若干个主控，所述裁决FPGA与多个所述主控之间通过高速总线双向互联，多个所述主控在所述裁决FPGA内内部互联，本发明的目的是提供一种拟态工业控制器主控之间的大数据量数据同步方法，该方法可根据实际需要同步的数据量大小动态的判断需要将进行多少次数据同步，既充分利用有限的硬件资源，也避免了因为了增加缓存造成的成本和功耗的增加。

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种拟态工业控制器主控之间的大数据量数据同步方法。

背景技术

目前，工业控制系统的安全防护还是基于传统的被动式防御理念，均未考虑工业互联网的环境。但随着当前环境下复合式攻击的数量越来越多，特别是针对未知漏洞、未知后门、未知攻击，工业控制系统采用的传统的防火墙、入侵检测、入侵防护系统等安全设备已经无法起到有效的防护作用，不能满足工业互联网背景下的安全要求。在工业互联网背景下，工业控制系统缺少主动防御手段是无法防御未知漏洞、未知后门、未知攻击。

在这种背景下，结合拟态防御理论，将拟态防御核心技术应用到工业控制器形成了一种拟态工业控制器，增强其信息安全功能；其具有一般具有多个主控和一个裁决FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)，各主控之间通过裁决FPGA来进行数据同步，传统的数据同步方法是裁决FPGA将几个主控的同步数据都接收并缓存下来并进行裁决后得到一个可信的同步数据，但是随着同步数据的不断增大，特别是随着现场IO数量和组态逻辑的复杂度逐渐增大，单个主控需要同步的数据量会增加到兆字节级别，裁决FPGA为了进行裁决需要在一个控制周期内缓存多个主控的大数据量的同步数据，裁决FPGA的内部缓存逐渐不足，为了能够缓存下多个主控的大数据量的同步数据通常有两种办法，一种是应用相对大一点缓存的FPGA作为裁决FPGA，但是这样显然增加了成本同时也造成逻辑资源的浪费；第二种是应用片外缓存，如DDR或者SDRAM，但是这样会大幅增加拟态工业控制器的功耗和成本，这对功耗很敏感的拟态工业控制器来说显然得不偿失，同时现在拟态工业控制器从设计开始就是以可能最大的同步数据量来选择缓存大小，但是实际使用的过程中，同步数据量并不大，造成资源和成本的浪费，所以如何在有限资源下对大数据量同步数据进行同步是个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拟态工业控制器主控之间的大数据量数据同步方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种拟态工业控制器，包括一个裁决FPGA和若干个主控，所述裁决FPGA与多个所述主控之间通过高速总线双向互联，多个所述主控在所述裁决FPGA内内部互联。

本发明还公开了一种拟态工业控制器主控之间大数据量数据同步方法，包括以下步骤：

S1：裁决FPGA向主控发送控制周期开始信号并检测同时开始工作的主控的数量；

S2：当检测到同时存在的主控数量不少于三个时，则包括如下子步骤：

S21：裁决FPGA随机选择三个主控作为有效主控，并同时向所有主控发送同步开始信号；

S22：主控接收到同步信号后，计算当前同步数据所需分包数量N并向裁决FPGA发送总体同步数据包通知报文，裁决FPGA收到该报文后将信息缓存下来，同时向所有主控发送第1包分包同步信号；

S23：主控收到第1包分包同步信号后，开始向裁决FPGA发送第1包同步数据，裁决FPGA只接收步骤S21随机选择的三个有效主控发送过来的同步数据，开始进行择多裁决比较，并将三个有效主控对应的裁决比较结果、、缓存下来；

S24：主控按照所述步骤S23分别发送剩余第2包到第N包的同步数据，当所有的同步数据裁决完成后，将三个有效主控对应的每包裁决结果累加得到最终裁决结果，并根据择多裁决选出可信的有效主控；