[发明专利]航空电子设备网络中的自由运转节点的时间同步方法

说明书

技术领域

本文所述的技术涉及如使ARINC 664 Part 7所述的航空电子设备全双工交换以太网之类的双冗余网络中的自由运转节点之间进行时间同步的方法。 

背景技术

在ARINC 664 Part 7的网络中，每个端系统(ES)或终端节点承担能够保持由共享主处理器的多个应用所写入和读取的消息的一个或多个通道上的开放通信端口的网络接口控制器(NIC)的角色。在ARINC 664 Part 7的航空电子设备网络中，节点能够工作在标准完整性模式中，其中未检出差错的概率大约小于每飞行小时10^-6。要求节点中的附加功能性以支持高完整性模式，其中未检出差错的概率必须不大于每飞行小时10^-9。应用可运行于高完整性模式，其中重要的是确保通过网络传输的安全关键数据的高度完整性。这种完整性校验包括验证比特完整性(例如使用循环冗余校验和)、验证源完整性(即，确保数据来自正确的源)、验证时间次序(即，检查发送和接收消息的顺序)以及验证数据的使用期(age)(即，将消息提交给传送节点的时间与从接收节点检索该消息的时间之间的时间差)。为了验证有序性和使用期，数据在由源应用所发布时以及在由目标应用所检索时均必须参考或使用各节点的相应本地时间参考来准确地加时间戳。因此，重要的是令每个ES的所有本地时间参数在所指定的最小容差之内并且以防止时间倒退的方式来相互跟踪。 

通过网络进行通信的安全关键应用可使用应用特定协议在应用中来执行其自己的顺序和时间完整性监测及验证。例如，由GE和 Rockwell Collins联合开发的Boeing 787公用数据网络使用独立管理功能来提供时间参考以及包含单独节点时间参考之间关系的偏移表的集中监测和分布。在这种架构中，各节点必须计算偏移信息，并且对ASIC处理元件进行编程，ASIC处理元件对每个所接收消息施加时间戳并且验证顺序和时间完整性。这种方式要求各节点中的相当大的处理以及消耗大量网络资源来提供每一个节点与支持管理功能的节点之间的附加的低等待时间通信通路。 

发明内容

在一个方面，一种使网络上的接收节点的本地时间参考(LNT)同步到网络上的发送节点的全局网络时间参考(GNT)的估计的方法包括：从每个发送节点传送冗余精确时间协议同步消息，以便建立接收节点的GNT和LNT时间日期。接收节点选择两个冗余PTP消息之一来设置与对应于每个所选PTP消息的LNT相关的时间数据。接收节点捕获每个所选PTP消息的发送节点和接收节点的GNT和LNT值，并且基于与每个发送节点对应的时间数据来确定比率和偏移量。接收节点使用预定标准来比较所确定比率和偏移量对，基于该比较来选择发送节点之一，并且将LNT同步到所选发送节点的GNT。 

附图说明

附图包括： 

图1是配置成按照本发明的一个实施例进行操作的航空电子设备通信网络的拓扑的示意表示。 

图2是通过图1的网络所传送的通信消息的示意表示。 

图3是通过图1的网络传送的图2的通信消息的多个片段的示意表示。 

图4是示出按照本发明的一个实施例、同步图1的网络的端系统的全局网络时钟的本地估计的方法的流程图。 

图5是示出实现图4所示方法的每个主端系统的时间跟踪的方法的流程图。 

图6是示出一种将本地时间参考调整某个比率和偏移量以使它同步到全局网络时间参考的方法的示图。 

图7是示出按照本发明的一个实施例、对在端系统处接收的消息进行分类(sorting)的方法的流程图。 

具体实施方式

为便于说明，以下描述中提出了大量具体细节，以便透彻地理解本文所述的技术。然而，本领域的技术人员将会清楚地知道，即使没有这些具体细节也可实施示范实施例。在其它情况下，结构和装置以简图形式示出，以便于示范实施例的描述。 

下面参照附图来描述示范实施例。这些附图示出实现本文所述的模块、方法和计算机程序产品的具体实施例的某些细节。但是，附图不应当被理解为施加附图中可存在的任何限制。方法和计算机程序产品可在任何机器可读介质上提供以用于实现其操作。实施例可使用现有计算机处理器、或者通过为这个或另一个目的所结合的专用计算机处理器、或者通过硬连线系统来实现。