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摘要：本发明公开了一种基于FPGA的快速提升CPU故障诊断方法及系统，涉及计算机硬件和系统诊断技术领域，包括配置FPGAUART波特率并监控系统状态；根据故障日志分析故障类型处理CPU故障并记录日志记录；保存故障信息并复位系统与日志。本发明提供的基于FPGA的快速提升CPU故障诊断方法通过配置FPGAUART波特率并监控系统状态，提高数据通信的准确性和效率，使故障分析和处理更为针对性和有效，通过保存故障信息并复位系统与日志的步骤，提高系统的故障恢复速度。本发明在准确性、诊断速度以及故障恢复速度方面都取得更加良好的效果。

主权项：1.一种基于FPGA的快速提升CPU故障诊断方法，其特征在于，包括：配置FPGAUART波特率并监控系统状态；CPU上电后，通过C_SPI0接口向FPGA发送配置指令，设定UART波特率，确保FPGA正确接收CPU的串行数据；FPGA实时监控来自CPU的喂狗信号，根据信号间隔，FPGA评估系统状态分为正常、过载或故障；根据喂狗信号间隔时间继续判断；当喂狗信号间隔时间为100ms到500ms，系统在负载下不会误触发重启，同时在系统出现故障时立即进行重启；当喂狗信号间隔时间为500ms到1s，系统正在处理高负载或出现轻微的性能问题，应记录警告并监控是否有持续恶化的趋势当喂狗信号间隔时间为1s以上或未收到喂狗信号，系统已经崩溃或出现故障，立即记录错误、通知管理员，根据系统触发重启；若喂狗信号间隔时间低于1s，判定任务优先级的动态间隔调整为低优先级任务，低优先级任务增加喂狗信号间隔；若喂狗信号间隔时间高于1s，判定任务优先级的动态间隔调整为高优先级任务，系统预留的CPU和内存资源，确保任务在负载情况下运行；确定喂狗信号间隔时间后，传递至系统负载调整，根据CPU、内存资源的使用率调整喂狗信号间隔；进行动态UART波特率配置模型与状态监控，UART波特率Bt,x依赖于时间t和传输介质的物理位置x，环境噪声Nt,x和信号衰减At,x，表示为： 其中，B表示UART波特率，依赖于时间t和传输介质的物理位置x，N表示环境噪声函数，表示噪声随时间和位置变化，A表示信号衰减函数，描述信号随时间和位置衰减，α、β、γ、c表示材料和环境参数，α表示衰减系数，β和γ表示调节信号衰减和噪声的影响，c表示信号在介质中的传播速度，δx表示位置x处的局部效应，ω表示通过特定点的信号的频谱，τ表示过去的时间点；当CPU使用率≤30％，系统负载为低负载，喂狗信号间隔时间增加100ms，动态调整UART波特率，通过监测Bt,x与环境噪声Nt,x和信号衰减At,x的关系，在数据传输过程中自动调整波特率；当30％CPU使用率≤70％，系统负载为中负载，喂狗信号间隔时间不变；当CPU使用率70％，系统负载为高负载，喂狗信号间隔时间减少100ms，通过动态调整的波特率结合CPU使用率和温度状态，通过控制逻辑来优化通信协议，降低系统负载，基于过去24小时的系统稳定性和故障发生次数，调整喂狗信号间隔；考虑系统状态，构建评估模型进行故障类型判定表示为： 其中，S表示系统状态函数，λi,ξi,和ηi是调节参数，Φ·表示非线性作用函数，Θt,v表示外部因素对系统状态的影响，包括CPU使用率、系统温度，v表示系统状态向量当S指示出现故障判定为稳定状态，喂狗信号间隔时间增加50ms；当S指示出现故障判定为一般状态，喂狗信号间隔时间不变；当S指示出现故障判定为不稳定状态，喂狗信号间隔时间减少50ms；结合负载和优先级信息，对故障历史的高优先级任务在高负载下进一步缩短喂狗信号间隔，进入系统温度指标判定；当温度≤60℃，系统判定为正常温度，喂狗信号间隔时间不变；当60℃温度≤80℃，系统发起温度警告，喂狗信号间隔时间减少50ms；当温度80℃，系统发起温度危险，喂狗信号间隔时间减少100ms；根据喂狗信号间隔，FPGA记录状态指示并根据设置的筛分条件采取相应措施，记录系统过载日志或准备进行系统重启；根据故障日志分析故障类型处理CPU故障并记录日志记录；保存故障信息并复位系统与日志。

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