一种ima处理机系统时钟同步方法
【技术领域】
[0001]本发明是属于嵌入式计算机系统设计技术领域，尤其涉及一种IMA处理机系统时钟同步系统及方法。
【背景技术】
[0002]飞机上航电任务系统时间分为绝对全局时间、绝对本地时间、相对本地时间。绝对全局时间提供当地时区的年、月、日、小时、分、秒、毫秒的日历时间；绝对本地时间是任务系统中的系统参考时间，由系统中唯一的参考时间源维护，需要在整个系统中同步;相对本地时间是设备的本地时间，用于分区、进程的同步和调度。传统任务系统通过秒脉冲、ARINC429或RS422总线来同步任务系统各子设备时间，存在时间同步精度低、同步时间延迟大、时间同步可靠性差的问题，更无法适应IMA处理系统高分辨率时钟精度同步的需要，因此需要设计一种IMA处理系统的时钟同步系统，实现IMA系统对时间同步精度高、同步时间延迟小、时间同步可靠性高的要求。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种MA处理机系统时钟同步系统及方法，可以满足时间同步精度高、同步时间延迟小、时间同步可靠性高的要求，适合新一代飞机高性能任务系统时钟同步。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种MA处理机系统时钟同步系统，其特征在于:所述系统包括时间授时源选择器、与时间授时源选择器连接的时钟服务器、时钟同步网络；
[0005]所述时钟服务器包括1M模块;1M模块为双余度热备份工作模式，主1M模块控制时间授时、时间管理和时钟同步;从1M模块接收接受时钟同步；
[0006]所述1M模块通过时间授时源选择器按照应用设置选择外部授时时钟源；
[0007]时钟服务器产生系统要求的绝对全局时间、绝对本地时间，对时间进行管理，通过时钟同步网络将系统绝对全局时间分发给任务各子系统以及IMA处理系统内部功能模块。
[0008]上述时间授时源包括本地物理时钟、数据链时钟、卫星时钟。
[0009]上述时间授时源顺序为物理计时器信号、卫星时钟信号、数据链时钟信号。
[0010]—种頂A处理机系统时钟同步方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤:
[0011]I)上电后，选用物理计时器信号作为初始基准时间，卫星时钟信号、数据链时钟信号作为时间服务器工作过程中校正的基准时钟信号，选择其中之一作为守时电路基准时钟；
[0012]2)时间服务器进行时间守时，并产生系统需要的时间信息，并通过FC网络把时间分发各子系统和功能模块;如果FC网络故障则由1553B总线分发时间给各子系统；
[0013]3)人机界面输入:包括年月日时分秒信息，作为系统日历时间，通过FC网络ASM消息发送给IMA中1M模块控制器，将信息写入日历时钟服务器；
[0014]4)FC网络时间同步:由FC网络时间同步原语实现，同步精度10.5us ； 1M模块时间服务器通过FC交换网络完成与IMA处理系统功能模块和其它系统设备授时；
[0015]5) 1553B总线时钟同步:1M模块的1553B总线控制器接收到时钟服务器的同步帧后，将同步帧负载中的时钟值加载到自己的时钟计时器中，将自身的计时器值放在同步帧负载中，将更新后的同步帧以广播的形式发给各子系统。
[0016]本发明的优点是:
[0017]实现飞机之间的时钟同步、飞机内部不同子系统之间的时钟同步、子系统内部任务调度时钟同步以及MA处理系统内部功能模块处理器中用于软件任务调度时钟同步，时间源包括本地物理时钟、数据链时钟、卫星时钟等，可以由系统应用选择，另外还可以进行人工操作对时。该时钟同步系统可以满足时间同步精度高、同步时间延迟小、时间同步可靠性高的要求，适合新一代飞机高性能任务系统时钟同步。
【附图说明】
[0018]图1是頂A处理机系统时钟同步系统框图；
【具体实施方式】
[0019]本发明时钟同步系统由时间授时源选择器、时钟服务器和时钟同步网络组成，均由頂A处理系统的1M模块实现。1M模块为双余度热备份工作模式，主1M模块控制时间授时、时间管理和时钟同步，从1M模块接收接受时钟同步，当主1M模块故障后由从1M模块控制管理时间同步。
[0020]1M模块时钟同步系统通过时钟源选择器按照应用设置选择外部授时时钟源，然后由时钟服务器产生系统要求的绝对全局时间、绝对本地时间，并对时间进行管理，最后通过时钟同步网络将系统绝对全局时间分发给任务各子系统以及IMA处理系统内部各功能模块。
[0021]授时时间源包括本地物理时钟、数据链时钟、卫星时钟等，时间源选择优先顺序为物理计时器信号、卫星时钟信号、数据链时钟信号。上电后，首先选用物理计时器信号作为初始基准时间，卫星时钟信号、数据链时钟信号作为时间服务器工作过程中校正的基准时钟信号。时间服务器进行时间守时，并产生系统需要的时间信息，并通过FC网络把时间分发各子系统和功能模块，如果FC网络故障则由1553B总线分发时间给各子系统。另外，时钟同步系统可以通过FC网络接受人工操作对时。
[0022]如图1所示，頂A处理机系统时钟同步方法实施方式如下:
[0023]a.时钟同步系统由时间授时源选择、时钟服务器和时钟同步网络组成，均由MA处理系统的1M模块实现；
[0024]b.1OM模块为双余度热备份工作模式，主1M模块控制时间授时、时间管理和时钟同步，从1M模块接收接受时钟同步，当主1M模块故障后由从1M模块控制管理时间同步；
[0025]c.时钟源选择器按照物理计时器、卫星时钟、数据链时钟的顺序选择授时源。上电后，首先选用物理计时器信号作为初始基准时间，卫星时钟信号、数据链时钟信号作为时间服务器工作过程中校正的基准时钟信号，由软件选择其中之一作为守时电路基准时钟；
[0026]d.时间服务器进行时间守时，并产生系统需要的时间信息，并通过FC网络把时间分发各子系统和功能模块，如果FC网络故障则由1553B总线分发时间给各子系统；
[0027]e.人工手动授时:由操作人员从人机界面手动输入，包括年月日时分秒信息，作为系统日历时间，然后通过FC网络ASM消息发送给頂A中1M模块控制器，将其写入日历时钟服务器；
[0028]f.FC网络时间同步:由FC网络时间同步原语实现，同步精度10.5us。1M模块时间服务器通过FC交换网络完成与IMA处理系统功能模块和其它系统设备授时；
[0029]g.1553B总线时钟同步:1M模块的1553B总线控制器接收到时钟服务器的同步帧后，将同步帧负载中的时钟值加载到自己的时钟计时器中，然后将自身的计时器值放在同步帧负载中，将更新后的同步帧以广播的形式发给各子系统。
【主权项】
1.一种IMA处理机系统时钟同步系统，其特征在于:所述系统包括时间授时源选择器、与时间授时源选择器连接的时钟服务器、时钟同步网络； 所述时钟服务器包括1M模块；1M模块为双余度热备份工作模式，主1M模块控制时间授时、时间管理和时钟同步;从1M模块接收接受时钟同步； 所述1M模块通过时间授时源选择器按照应用设置选择外部授时时钟源； 时钟服务器产生系统要求的绝对全局时间、绝对本地时间，对时间进行管理，通过时钟同步网络将系统绝对全局时间分发给任务各子系统以及IMA处理系统内部功能模块。2.根据权利要求1所述的IMA处理机系统时钟同步系统，其特征在于:所述时间授时源包括本地物理时钟、数据链时钟、卫星时钟。3.根据权利要求1所述的IMA处理机系统时钟同步系统，其特征在于:所述时间授时源顺序为物理计时器信号、卫星时钟信号、数据链时钟信号。4.一种IMA处理机系统时钟同步方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 1)上电后，选用物理计时器信号作为初始基准时间，卫星时钟信号、数据链时钟信号作为时间服务器工作过程中校正的基准时钟信号，选择其中之一作为守时电路基准时钟； 2)时间服务器进行时间守时，并产生系统需要的时间信息，并通过FC网络把时间分发各子系统和功能模块;如果FC网络故障则由1553B总线分发时间给各子系统； 3)人机界面输入:包括年月日时分秒信息，作为系统日历时间，通过FC网络ASM消息发送给IMA中1M模块控制器，将信息写入日历时钟服务器； 4)FC网络时间同步:由FC网络时间同步原语实现，同步精度10.5us；1M模块时间服务器通过FC交换网络完成与IMA处理系统功能模块和其它系统设备授时； 5)1553B总线时钟同步:Ι0Μ模块的1553B总线控制器接收到时钟服务器的同步帧后，将同步帧负载中的时钟值加载到自己的时钟计时器中，将自身的计时器值放在同步帧负载中，将更新后的同步帧以广播的形式发给各子系统。
【专利摘要】一种IMA处理机系统时钟同步方法，包括以下步骤：1)上电后，选用物理计时器信号作为初始基准时间，卫星时钟信号、数据链时钟信号作为时间服务器工作过程中校正的基准时钟信号，选择其中之一作为守时电路基准时钟；2)时间服务器进行时间守时，产生系统需要的时间信息，通过FC网络把时间分发各子系统和功能模块；3)人机界面输入；4)FC网络时间同步：FC网络时间同步原语实现；IOM模块时间服务器通过FC交换网络完成与IMA处理系统功能模块和其它系统设备授时；5)1553B总线时钟同步；本发明提出了一种IMA处理机系统时钟同步方法，满足时间同步精度高、同步时间延迟小、时间同步可靠性高的要求，适合新一代飞机高性能任务系统时钟同步。
【IPC分类】H04J3/06, H04J3/16
【公开号】CN105553592
【申请号】CN201510916052
【发明人】李成文, 韩强, 王明, 何小亚, 张彬, 俞大磊
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月10日