一种直升机模拟机时钟同步方法及系统与流程

本申请属于计算机分布式仿真应用领域，具体涉及一种直升机模拟机时钟同步方法及系统。
背景技术：
：由于直升机本身特殊的机动能力，使其具备特殊的战斗性能，在战场上占有特殊地位。直升机高等级模拟机一种由计算机实时控制、多系统协调工作、能复现被模拟型号直升机空中飞行环境并能操作的模拟设备，直升机高等级模拟机能对直升机飞行性能和操纵品质进行较准确、真实感较强的动态模拟，用于训练飞行员驾驶直升机和进行特殊情况处置,具有高真实度和高任务覆盖率、全面的特情及故障模拟、完整的建模数据、先进的运动系统、沉浸式的视景系统等特点。模拟机传输延迟是指从飞行员主飞行操纵系统发出输入信号直到运动系统、视景系统或仪表系统输出响应所要求的总的模拟器系统的处理时间。它是从信号输入直到输出响应所需要全部时间的延迟，其中不包括被模拟直升机的飞行动力学响应。gjb5449《直升机飞行模拟器通用要求》和ccar60《飞行模拟设备的鉴定和使用规则》中要求高等级直升机模拟机传输延迟限制在100毫秒内。由于模拟机各分系统采用的开发平台存在差异，若采用分系统的时钟源作为网络传输误差较大，为此提出一种用于高等级直升机模拟器时钟同步的方法。技术实现要素：为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种直升机模拟机时钟同步方法及系统。本申请第一方面提供了一种直升机模拟机时钟同步方法，包括：步骤一、确定需要同步的多个系统，选取其中一个作为时钟源，其它分系统作为同步方，并在时钟源及同步方均配置计数卡；步骤二、在时钟源处设置采用脉冲宽度调解模式，设定输出高低电平有效以及计数器位数值有效，设置输出引脚，设置使能中断，并确定常量寄存器的高低电平输出数值，启动计数器开始计数；步骤三、在同步方处设置采用事件计数模式，设置与所述输出引脚匹配的输入引脚，设置输入高低电平有效以及计数器位数值有效以使其与所述输出高低电平有效以及计数器位数值有效相同，设置使能中断，设置计数器基地址偏移量，以表示收到脉冲后产生中断；步骤四、分别进行时钟源与同步方时钟同步，以及进行时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步。优选的是，步骤一中的计数卡为apc424。优选的是，步骤二中，设定输出高电平有效以及计数器位数值为32位有效，对应的步骤三中，设定输出高电平有效以及计数器位数值为32位有效。优选的是，步骤四中，所述时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步包括：持续获取由所述时钟源的驱动层所释放的信号量，直到获取的信号量可用；在所述时钟源应用层中获取所述信号量，如果获取成功，则同步所述时钟源驱动层与时钟源应用层，如果未获取到，则提示处于阻塞等待状态。本申请第二方面提供了一种直升机模拟机时钟同步系统，包括：计数卡配置模块，用于在时钟源及同步方配置计数卡；时钟源模式设置模块，用于在时钟源处设置采用脉冲宽度调解模式，设定输出高低电平有效以及计数器位数值有效，设置输出引脚，设置使能中断，并确定常量寄存器的高低电平输出数值，启动计数器开始计数；同步方模式设置模块，用于在同步方处设置采用事件计数模式，设置与所述输出引脚匹配的输入引脚，设置输入高低电平有效以及计数器位数值有效以使其与所述输出高低电平有效以及计数器位数值有效相同，设置使能中断，设置计数器基地址偏移量，以表示收到脉冲后产生中断；同步模块，用于分别进行时钟源与同步方时钟同步，以及进行时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步。优选的是，所述计数卡配置模块中涉及的计数卡为apc424。优选的是，所述时钟源模式设置模块中设定输出高电平有效以及计数器位数值为32位有效，对应的所述同步方模式设置模块中设定输出高电平有效以及计数器位数值为32位有效。优选的是，步骤四中，所述时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步包括：信号量确定单元，用于持续获取由所述时钟源的驱动层所释放的信号量，直到获取的信号量可用；同步单元，用于在所述时钟源应用层中获取所述信号量，如果获取成功，则同步所述时钟源驱动层与时钟源应用层，如果未获取到，则提示处于阻塞等待状态。该方法仿真周期误差大大减小，满足高等级模拟机全系统仿真周期精度要求。附图说明图1为本申请直升机模拟机时钟同步系统的一优选实施方式的高等级模拟机全系统设备交联图。图2为本申请直升机模拟机时钟同步方法的一优选实施方式的时钟同步方法设计流程图。图3为时钟同步方法使用前仿真周期测试结果。图4为时钟同步方法使用后仿真周期测试结果。具体实施方式为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。本申请第一方面提供了一种直升机模拟机时钟同步方法，如图2所示，包括：步骤一、确定需要同步的多个系统，选取其中一个作为时钟源，其它分系统作为同步方，并在时钟源及同步方均配置计数卡；步骤二、在时钟源处设置采用脉冲宽度调解模式，设定输出高低电平有效以及计数器位数值有效，设置输出引脚，设置使能中断，并确定常量寄存器的高低电平输出数值，启动计数器开始计数；步骤三、在同步方处设置采用事件计数模式，设置与所述输出引脚匹配的输入引脚，设置输入高低电平有效以及计数器位数值有效以使其与所述输出高低电平有效以及计数器位数值有效相同，设置使能中断，设置计数器基地址偏移量，以表示收到脉冲后产生中断；步骤四、分别进行时钟源与同步方时钟同步，以及进行时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步。本申请第二个方面提供了一种直升机模拟机时钟同步系统，如图1所示，包括：计数卡配置模块，用于在时钟源及同步方配置计数卡；时钟源模式设置模块，用于在时钟源处设置采用脉冲宽度调解模式，设定输出高低电平有效以及计数器位数值有效，设置输出引脚，设置使能中断，并确定常量寄存器的高低电平输出数值，启动计数器开始计数；同步方模式设置模块，用于在同步方处设置采用事件计数模式，设置与所述输出引脚匹配的输入引脚，设置输入高低电平有效以及计数器位数值有效以使其与所述输出高低电平有效以及计数器位数值有效相同，设置使能中断，设置计数器基地址偏移量，以表示收到脉冲后产生中断；同步模块，用于分别进行时钟源与同步方时钟同步，以及进行时钟源的驱动层与时钟源应用层时钟同步。高等级模拟机中仿真管理系统作为时钟源，其他分系统作为同步方(以航电模拟系统为例)，全系统设备交联关系，见图1所示。时钟源和同步方均配置计数卡apc424，利用计数卡完成同步信号输出模块、同步信号输入模块设计，设计流程如图2所示：a)同步信号输出模块时钟源到同步端时钟同步设计思路：①利用时钟同步卡apc424的脉冲宽度调解(pulsewidthmodulation)工作模式，输出信号经屏蔽线缆、端子排输出至分系统；②相关输入输出引脚接线说明见表1；③计数器3控制寄存器设置：明确pwm脉冲宽度调解工作模式、设置输出端高电平有效、选择内部时钟、使能中断，参数设置见表2，写0xc00ah到该寄存器；④计数器3常量寄存器设置：设置常量寄存器高低电平输出数值；⑤启动计数器开始计数。表1时钟同步卡apc424时钟源引脚设置引脚连接端点描述66out3计数器3输出端18gnd接地表2控制寄存器设置由于采用的时钟为1.25mhz，因此每个周期为1/1.25khz＝0.8μs，低电平输出为0x30d4h*0.8us＝10ms，高电平输出为0x30d4h*0.8us＝10ms，故将0x30d4h分别写入常量寄存器中。时钟源驱动层到时钟源应用层时钟同步设计思路：①在驱动函数中释放信号量；②驱动函数ioctl()中通过控制选项获取该信号量，获取后如果信号量可用，直接返回，如果信号量不可用，一直等待，处于阻塞状态，但不耗费cpu资源；③在应用程序中通过ioctl()函数加指定选项来获取该信号量，如果获取成功，则进行用户的应用处理，实现时钟源驱动层到时钟源应用层时钟同步功能，如果未获取到，则处于阻塞等待状态。b)同步信号输入模块设计思路：①同步方(以航电模拟系统为例)处于“运行”状态时，板载apc424接收来自于仿真管理系统的同步信号，采用事件计数模式(eventcountingoperationexample)模式；②输入引脚：引脚62in3_a计数器3输入端和引脚18gnd接地；③计数器3控制寄存器设置：明确ecoe工作模式、设置输入端高电平有效、使能中断；④设置计数器3基地址偏移量，表示收到脉冲后产生中断，实现同步方时钟同步功能。某型直升机飞行训练模拟器要求仿真周期为10ms，使用时钟同步方法前仿真周期测试结果见图3所示，误差较大(-3ms～+3ms)；使用时钟同步方法后输出同步信号波形周期20ms脉冲信号，即输出高低电平持续宽度均为10ms，实现时钟源到同步端时钟同步功能，仿真周期误差大大减小，约为-1ms～+1ms,见图3所示。由此可知，该方法满足高等级模拟机全系统仿真周期精度要求，保证gjb5449《直升机飞行模拟器通用要求》和ccar60《飞行模拟设备的鉴定和使用规则》中对高等级直升机模拟机传输延迟100毫秒要求。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12