[发明专利]一种提高TTCAN时钟同步精度的方法

说明书

技术领域

本发明属于时钟同步技术领域，尤其是一种提高TTCAN时钟同步精度的方法。

背景技术

传统的CAN(Controller Area Network)总线是事件触发的，当多个信息发生优先级冲突时，CAN总线固有的总线仲裁方式会使系统产生很大的延迟，即：当总线上信息量较大时CAN总线难以保证系统的实时性。此外，虽然CAN总线相对于其他总线来说可靠性较高，但是其底层没有对冗余结构的直接支持，已不能满足船舶导航系统的高可靠性的要求。为了解决上述问题，对CAN协议引入了时间触发机制，即TTCAN(Time-triggered CAN)。TTCAN网络底层结构与CAN网络完全相同，只是在高层增加了一种时间触发的机制，利用该时间触发机制可满足导航系统高实时性的要求，并通过采用冗余备份方案可达到满足导航系统高可靠性要求。

TTCAN网络中所有节点的触发时间和持续时间都是确定的，通信的本质就是循环调用时间调度表的过程，所有TTCAN网络中的活动都是按照既定的时间点发生。可见，TTCAN系统中严格的时间同步是TTCAN网络正常工作的保证。然而，TTCAN中设备的时钟主频不同，并且各个设备时钟的机械特性和温度敏感性也不一致，造成TTCAN中的各节点的时钟是不同步的。通常在TTCAN网络设置时间主节点，通过这个时间主节点发送特定的参考报文与各节点之间实现时间同步。在传统TTCAN网络的Level 2级别时钟同步中，从节点通过其参考标志与主节点参考标志的比对得到全局时间，TTCAN网络各节点基于全局时间进行调度。可见各节点的时钟抖动以及参考标志突变都会影响TTCAN系统的时钟同步。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高TTCAN时钟同步精度的方法，用来解决时钟抖动与突发错误对系统时钟同步精度的影响。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种提高TTCAN时钟同步精度的方法，在TTCAN网络的Level 2级别时钟同步模型的时钟速率偏差d_f的后面设置一阶差分滤波器，用于通直流、阻交流并抑制高频信号，该一阶差分滤波器的滤波计算公式为：

d^f′(n)=(1-α)d^f′(n-1)+αdf′(n)]]>

式中：d'_f(n)为第n次计算的时钟速率偏差；

表示第n次对时钟速率偏差的滤波值；

α为滤波系数。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明在现有的时钟同步模型的时钟速率偏差d_f的后面放置一阶低通滤波器，能够对TTCAN时钟速率偏差进行滤波处理，削弱了时钟抖动误差，同时能够抵抗时钟的突发错误，提高了TTCAN时钟同步的精度，有利于保障TTCAN的稳定工作。

2、本发明通过引入低阶滤波器完成对时钟信号的提纯，从理论上抑制了时钟抖动和突发错误对时钟同步信号的影响，仿真结果表明该算法可以有效提高TTCAN时钟同步的精度。

附图说明

图1为本发明的时间滤波同步算法原理框图；

图2为传统时钟同步方式的原理框图；

图3为不同滤波系数时滤波器的幅度特性曲线；

图4为不同滤波系数时的输出结果示意图；

图5为图4的局部放大结果示意图；