[发明专利]一种面向时间触发网络的时钟动态压缩方法

说明书

一种面向时间触发网络的时钟动态压缩方法，包括：1)交换控制器对各终端发送的同步帧进行固化运算，还原各同步帧的时钟固化点；将还原后的时钟固化点存储至固化点存储模块，固化点存储模块的固化信息存储区设置存储标识，当存储标识有效时，将标识对应的时钟固化点信息提供给压缩函数，当本地时钟与已存储的第x个固化点相等时，产生第x个固化点时刻的有效脉冲，用于压缩函数的固化点收集；2)在第一个固化点时刻有效脉冲出现后，当前压缩函数开始打开收集窗口，收集固化点；3)压缩函数对收集到的固化点进行排序；4)排序完成后，压缩函数计算出网络的相对时钟偏差，进而计算出网络时钟压缩点。本发明能够有效提高时钟同步的精确度。

技术领域

本发明属于时间触发通信领域，具体涉及一种面向时间触发网络的时钟动态压缩方法。

背景技术

目前使用的以太网交换控制器，适应通用的以太网标准，采用事件触发方式，不能保证数据的绝对可靠传输，容易出现网络拥塞，造成数据帧丢失或者网络延迟大于预期范围。

时间触发交换控制器采用时间触发方式，保证网络各节点的时钟同步，在此基础上合理规划网络带宽，进而保证数据传输的可靠性和实时性。时钟压缩是交换控制器时钟同步的核心功能，其好坏决定了时钟同步的精度和可靠性。

在目前已经公开的相关专利成果中，时间触发网络中的集群耦合器(中国专利CN101512987A)从理论上介绍了一种不同集群之间进行通信的方法；集群耦合器单元和使时间触发网络中多个集群同步的方法(中国专利CN101512984A)提供了一种在集群耦合器单元内的协议引擎之间，用于交换相关同步信息的装置；网络和时间触发网络中集群时钟同步的方法(中国专利CN101512944A)提出了一种基于时隙的时间触发协议工作的网络。

在目前的已有技术中，主要是对集群通信方法、数据交换技术等进行了研究，但是尚且没有关于对交换控制器时钟压缩方法的研究。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种面向时间触发网络的时钟动态压缩方法，实现时间触发以太网交换控制器的时钟压缩功能，提高时钟同步的精确度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)交换控制器对各终端发送的同步帧进行固化运算，还原各同步帧的时钟固化点；将还原后的时钟固化点存储至固化点存储模块，固化点存储模块的固化信息存储区设置存储标识，当存储标识有效时，将标识对应的时钟固化点信息提供给压缩函数，当本地时钟与已存储的第x个固化点相等时，产生第x个固化点时刻的有效脉冲，用于压缩函数的固化点收集；

2)在第一个固化点时刻有效脉冲出现后，当前压缩函数开始打开收集窗口，收集固化点；

3)压缩函数对收集到的固化点进行排序；

4)排序完成后，压缩函数计算出网络的相对时钟偏差，进而计算出网络时钟压缩点。

固化信息存储区存储的时钟固化点信息包括固化时刻、终端编号，各信息以其对应的终端编号为索引。当本地时钟与已存储的多个时钟固化点相等时，同时产生多个固化点时刻有效脉冲。当前压缩函数计算出时钟压缩点后，将已处理时钟固化点的存储标识置无效。

所述的步骤2)窗口采用动态管理方式，将单个窗口的大小作为网络同步精度，压缩函数的开窗个数随收集的固化点个数而动态变化；若网络容忍故障数为n时，开窗个数最大为(n-1)；在每个窗口结束处，根据上一个窗口收集的固化点个数，决定是否继续开窗；若停止开窗，则动态启动下一个压缩函数，保证固化点时刻的有效脉冲总能被一个压缩函数收集。

所述的步骤3)对收集到的固化点采用先存储后计算的方式进行排序：为收集到的固化点所对应终端号进行编码，写入先进先出队列；当队列不空时，从队列中读取固化点终端编码，首先读到的终端编码对应着数值最小的固化点，终端号索引固化信息存储区的固化信息。