[發(fā)明專利]一種適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911006768.9
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110943795B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊佳利;劉兆沛;朱紀(jì)洪
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 廖慧敏

本發(fā)明提供了一種適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法，屬于機(jī)載網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域。時間觸發(fā)總線通信技術(shù)具有確定性強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點，在安全關(guān)鍵系統(tǒng)的分布式控制中具有重要的應(yīng)用價值和前景。由時間觸發(fā)通信原理可知，全局統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)是時間觸發(fā)總線通信系統(tǒng)正常工作和運行的基礎(chǔ)。為實現(xiàn)高精度時間同步，本發(fā)明借鑒接收者時間同步方法的思想，結(jié)合總線通信系統(tǒng)中從節(jié)點幾乎同時收到主節(jié)點廣播的時間同步幀的特點，可從根本上保證從節(jié)點之間的時間同步誤差很小；通過離線測量主節(jié)點與從節(jié)點之間的鏈路傳輸延遲，在線修正從節(jié)點與主節(jié)點的時間偏差，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的全局時間同步，具有簡單易實現(xiàn)，同步精度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)載網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種時間同步方法。

背景技術(shù)

時間同步是時間觸發(fā)總線通信的基礎(chǔ)條件。目前，主要的時間同步方法可分為互同步和主從式同步兩大類，其中互同步方式存在迭代收斂過程，由于收斂性和迭代時間的不確定性難以適用時間觸發(fā)通信系統(tǒng)。主從式時間同步方法的思路是選取一個節(jié)點作為時間基準(zhǔn)參考源，稱為時鐘主節(jié)點，其他節(jié)點將其本地時間信息同步至主節(jié)點時間基準(zhǔn)，具有思想簡單，收斂快等優(yōu)點。然而，由于時間同步信息幀網(wǎng)絡(luò)傳輸時延的影響，導(dǎo)致現(xiàn)有主從式方法精度受限，且同步過程復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)開銷大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法，以滿足其在時間觸發(fā)總線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用需求。

一種適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1.用于實施所述適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法的系統(tǒng)，其至少含有一個時鐘主節(jié)點和N個時鐘從節(jié)點，其中N≥2，所述時鐘主節(jié)點在預(yù)先設(shè)定的時刻發(fā)送時間同步信息幀至總線，并將時間同步信息幀的發(fā)送時刻t_M，寫入至?xí)r間同步信息幀的指定字段；

S2.第i個所述時鐘從節(jié)點記錄其收到所述時鐘主節(jié)點發(fā)送的時間同步信息幀的時刻讀取時間同步信息幀的發(fā)送時刻t_M，其中i＝1,2,…,N；

S3.第i個所述時鐘從節(jié)點讀取在離線情況下預(yù)先設(shè)定的延遲補(bǔ)償值將作為修正值校正第i個所述時鐘從節(jié)點的本地時間基準(zhǔn)，其中i＝1,2,…,N，

可選的，所述步驟S3中所述的延遲補(bǔ)償值的具體計算方法如下：所述時鐘主節(jié)點在發(fā)送時間同步信息幀時產(chǎn)生一個脈沖信號，記為δ_M；第i個所述時鐘從節(jié)點收到所述時鐘主節(jié)點發(fā)送的時間同步信息幀后產(chǎn)生一個脈沖信號，記為用示波器測量脈沖信號δ_M和脈沖信號之間的時間差，將其作為第i個所述時鐘從節(jié)點與所述時鐘主節(jié)點之間的所述延遲補(bǔ)償值其中i＝1,2,…,N。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案即可有效保證時間觸發(fā)通信總線的時間同步精度，通過時鐘主節(jié)點廣播發(fā)送時間同步信息幀，由于各時鐘從節(jié)點收到時間同步信息幀的時間基本相同，所以時鐘從節(jié)點的時間基準(zhǔn)可保證基本一致；通過離線測量時鐘主節(jié)點到各時鐘從節(jié)點之間的傳輸延遲，即可通過在線補(bǔ)償?shù)姆绞叫拚龝r鐘主節(jié)點與各時鐘從節(jié)點之間的時間偏差，因為總線通信系統(tǒng)中節(jié)點之間的通信延遲基本固定，尤其是在采用硬件同步方式的情況下，這樣即可避免復(fù)雜的鏈路延遲在線測量和估計過程，減小了時間和資源開銷。本發(fā)明所提出的適用于總線通信系統(tǒng)的時間同步方法具有同步精度高、易于實現(xiàn)、資源開銷小等優(yōu)點。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的原理示意圖。

圖2：總線通信系統(tǒng)時間同步示例。

圖3：通信延遲分析圖。

圖4：測試結(jié)果波形圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，此處所說明的方案只用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，為本申請的一部分，不構(gòu)成對本發(fā)明方案的限定。