[实用新型]一种基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构，为双机冗余系统，包括：两台设备，分别为主控制机及热备用机，所述主控制机及热备用机结构相同，互为备用；其中，所述主控制机包括基于FPGA的中央处理单元，所述中央处理单元分别连接至第一控制器及第二控制器；所述主控制机及热备用机结构通过选择开关相连。本实用新型为双冗余系统，为了保证最短的DCC停机时间，其中一台设备故障时可切换为另一台设备。

技术领域

本公开涉及核电站技术领域，特别是涉及一种基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构。

背景技术

目前国内DCC系统的核电站，控制系统是基于PAL+逻辑器件架构，采用大量的PAL逻辑芯片。

基于PAL最大的特点：一是单个PAL芯片逻辑容量小，每个板卡上PAL元器件多且复杂，维护任务繁重；二是PAL元器件的厂家基本停产，原有器件和备件老化严重，无法满足核电站长期稳定运行的要求。三是PAL的开发语言不是通用的语言，对于升级移植不方便。四是PAL器件老化或故障导致时序不可控。

而基于FPGA的架构DCC控制系统，对于核电站控制系统，是个新的数据控制处理技术。如何基于FPGA搭建新的控制系统是本申请所要解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构，DCC系统基于功能模块化设计，在故障情况下，便于更换和简化维修工作量，缩短DCC停机时间，不会导致整个系统功能失效，减小停堆风险。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构，为双机冗余系统，包括：两台设备，分别为主控制机及热备用机，所述主控制机及热备用机结构相同，互为备用；

其中，所述主控制机包括基于FPGA的中央处理单元，所述中央处理单元通过输入输出扩展板连接至输入输出控制器；

所述主控制机及热备用机通过选择开关相连。

进一步的技术方案，所述输入输出控制器包括两者类型的控制器，分别为和显示打印系统连接控制器和与输入输出系统连接的控制器；

所述输入输出系统包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块及数字量输出模块。

进一步的技术方案，所述中央处理单元包括FPGA和存储单元。

进一步的技术方案，所述中央处理单元通过通用异步串行控制器的接口UASC连接至虚拟控制台计算机，所述中央处理单元通过输入输出扩展板连接至输入输出总线，所述输入输出总线上分别连接至总线终端、输入输出缓冲交织控制器及输入输出缓冲控制器，所述输入输出缓冲控制器连接至数字量输入模块、数字量输出模块及模拟量输出模块，所述输入输出缓冲交织控制器连接至模拟量输入模块。

进一步的技术方案，基于FPGA的核电站数字控制计算机系统架构还包括触点报警扫描仪，所述触点报警扫描仪通过输入电路板连接至主控制机及热备用机，主控制机及热备用机之间通过选择开关相连；

所述触点报警扫描仪在检测到主控制机或热备用机故障时，触发选择开关连接至未故障的主控制机或热备用机。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1.本公开是基于FPGA技术的核电站DCC系统架构，是实时系统，FPGA逻辑并行处理，速度快，响应时间短。

2.本公开可用国产FPGA芯片，不依赖国外芯片和开发工具，板卡维修方便。

3.本公开通过FPGA实现逻辑功能，极大降低了PAL、逻辑芯片数量，电路简化。