[发明专利]用于使一组设备同步的方法、相关联的计算机程序和同步系统

说明书

本发明涉及一种用于使包括服务器(12)和客户端(14)的互连关键设备同步的方法(24)，每个关键设备通过虚拟链路(18)连接到另一关键设备，所述虚拟链路(18)的每个终点与数据分组的传输时间的最小值(BCTT)和最大值(WCTT)相关联，所述方法(24)被周期性地实施，包括：‑在接收时刻(t_i)接收消息(38)，所述消息包括由发射机服务器(12)确定的至少一个时间参考(Href_i)，‑对于接收到的每个消息，基于时间参考(Href_i)、当前关键设备在当前时刻和在接收时刻的内部时钟的值(h_{int_tc_di})、所述发射机服务器和当前关键设备之间的虚拟链路的传输时间的最小值(BCTT)和最大值(WCTT)来估计(40)发射机服务器(12)的当前时间。

本发明涉及关键计算系统领域，例如机载航空电子系统领域。

“关键计算系统”是指故障可能导致严重后果(例如死亡或重伤、严重物理损坏或严重环境后果)的计算系统。这种关键计算系统基于计算资源和网络资源的严格划分。

在下文中，这种关键计算系统对应于航空电子系统。

航空电子系统实现航空电子功能。航空电子功能例如是根据传感器提供的测量信号计算飞行参数、根据飞行参数和/或飞行控制开发用于飞行器的致动器的控制信号、在观察器上显示飞行参数、显示用于维护的飞行参数等。

在航空电子系统内，若干航空电子设备(即，设备项)经由通信网络(例如飞行器ARINC 664-P7网络)互连。

目前，在这样的飞行器ARINC 664-P7网络内，没有鲁棒和精确的同步机制。实际上，飞行器中当前共享的唯一时间是基于精度为一秒量级的机制，而某些航空电子功能(诸如增加的网络完整性、分布式架构(特别是第二代集成模块化航空电子设备(IMA-2G))中的降低的消息处理滞后、音频/视频流同步、检测对安全的某些攻击、识别航空电子系统故障的根本原因，合并来自传感器的数据等)需要鲁棒的共享时间参考(也就是说，可由联合航空当局的文件AMJ 25.1309所定义的“灾难性”级别功能使用，并且该功能的高精度得到保证，最多可达到100μs的量级)。根据现有技术，仅通过添加与ARINC 664-P7网络并行的同步网络才能实现这种精度的保证，这增加了航空电子系统的成本、重量和消耗。

本发明的一个目的是提出一种在关键计算系统(例如航空电子系统)内的同步方法，使得有可能提高鲁棒性并保证该计算系统的网络内的共享时间参考的高精度，同时避免基于该同一网络内部的时间测量的同步机制，这种机制不适于验证该网络的完整性。

为此，本发明提出了一种用于使一组互连的关键计算设备(特别是航空电子设备)与诸如飞行器的交通工具的通信网络同步的方法，并且每个关键计算设备包括时间管理模块，该组关键计算设备包括多个客户端和多个时间参考服务器中的至少一个，每个关键计算设备通过虚拟链路连接到至少一个其它关键计算设备，虚拟链路的每个终止点与所述虚拟链路上的数据分组的传输时间的最小值和最大值相关联，

所述同步方法由每个当前关键计算设备的所述时间管理模块周期性地实现和重复，并且至少包括：

-接收由与所述当前关键计算设备分离的发送服务器发送的至少一个同步消息，每个消息与接收时刻相关联并且包括由所述发送服务器确定的至少一个时间参考，

-对于每个接收到的同步消息，根据五组参数来估计所述发送服务器的当前时间，所述五组参数包括：

■所述时间参考，

■所述当前关键计算设备在所述当前时刻的内部时钟值，

■所述当前关键计算设备在所述接收时刻的内部时钟值，

与所述发送服务器和所述当前关键计算设备之间的所述虚拟链路相关联的传输时间的所述最小值和所述最大值。

根据本发明的其它有利方面，所述同步方法是这样的：