[发明专利]一种非介入式的网络节点响应延时测量方法

说明书

本发明涉及测量方法及装置领域，公开了一种非介入式的网络节点响应延时测量方法，所述测试装置采用外置式，测试装置按照设定周期将测试报文上传至待测系统，并在报文发送结束时刻启动延时计时器；待测系统接收到测试装置所上传的报文后，执行所需运算并下发计时停止报文；测试装置接收到待测系统下发的停止计时报文后，停止延时计时器，并计算得到待测系统的响应延时。在基于工业网络的控制系统中，网络节点收发数据的响应延时对控制系统的性能具有显著的影响，该延时难以准确测量，传统的植入软件方式会占用系统资源，难以准确反映系统真实性能且测量精度低。本发明避免了安装测试软件测量中引入的不确定因素，实现了对系统响应延时的综合测量。

技术领域

本发明测量方法及装置领域，尤其涉及网络终端设备对网络报文响应时间的测量。

背景技术

在基于工业网络的控制系统中，网络节点收发数据的响应延时对控制系统的性能具有显著的影响，该延时包含了中断响应时间，数据收发时间，协议栈处理时间等，与节点的硬件组成和软件结构密切相关，难以准确测量。目前响应延时的测量多是通过在节点中植入软件的方式进行，然而植入软件运行过程会占用系统资源，难以准确反映系统性能真实情况，且测量精度低，难以满足需求。

发明内容

针对上述不足，本发明提出了一种非介入式的网络节点响应延时测量方法，实现对系统数据收发延时的准确测量。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种非介入式的网络节点响应延时的测量方法，所述测试装置采用外置式，测试装置按照设定周期将测试报文上传至待测系统，并在报文发送结束时刻启动延时计时器；待测系统接收到测试装置所上传的报文后，执行所需运算并下发计时停止报文；测试装置接收到待测系统下发的停止计时报文后，停止延时计时器，并计算得到待测系统的响应延时。上述过程按照设定周期重复执行，从而获得待测系统的综合延时统计结果，包括最大延时值，最小延时值，平均延时值，延时值方差等。

作为一种优选方案，所述测试装置按照预定的通信协议将延时值及统计结果可封装进测试报文中并上传至待测系统，由待测系统进行统计、分析和存档。目前网络化控制系统中的主控节点多数采用工业计算机来实施，因此将延时数据上传至工业计算机后更便于统计分析和可视化展示。

作为一种优选方案，所述测试装置上传测试报文的周期时间可根据待测系统的性能进行设置，以保证在满足测试要求的前提下提高测试效率。对于高性能计算机而言，可以通过缩短上传周期的提高测试的效率。对于性能较低的系统则需设置较长的通信周期，以防止系统无法对测试报文做出响应。

作为一种优选方案，所述测试装置可基于FPGA(Field Programmable GateArray)或者嵌入式微处理器实现。从而获得更高的时间分辨率和计时精度。

本发明的有益效果是：本发明所述的延时测量方式避免了通过安装测试软件进行测量引入的不确定因素，实现了对待系统中断响应、网络数据收发、协议栈处理、运算负载等多个环节延时的综合测量，统计结果可以灵活的呈现，并且可以根据待测系统实际响应性能进行通信周期的设置，满足不同层次的实时性能要求。在使用FPGA硬件逻辑进行数据包的收发和延时测量时，可以获得纳秒级的时间分辨率。

附图说明

图1是本发明一种非介入式的网络节点响应延时测量方法的示意图；

图2是本发明一种非介入式的网络节点响应延时测量方法的测试过程时序图。

各附图中标记如下：1、待测系统；2、测试装置； 3、测试报文上传过程； 4、计时停止报文下发过程。

具体实施方式

下面通过实施例及其附图对本发明作进一步详细的说明。