专利名称：用于分布式系统的高精度授时方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度授时方法，具体涉及一种用于分布式系统的高精度授时方法。
背景技术：
当前，分布式系统的授时主要通过系统网络完成。通常的需要授时的分布式系统由授时的源节点、授时的目的节点和系统网络组成；尽管有各种算法提高授时精度，但由于网络本身存在延迟、抖动和不确定性，其精度一直不高。
发明内容
本发明提供一种用于分布式系统的高精度授时方法，主要解决了现有基于网络的用于分布式系统的授时方法精度低的问题。本发明的具体技术解决方案如下该用于分布式系统的高精度授时方法，包括以下步骤1]建立系统该系统包括授时的源节点、授时的目的节点、系统网络和同步脉冲信号电路；所述同步脉冲信号电路由源节点产生，目的节点并行接收；2]授时2. 1]当分布式系统在时间T时刻需要授时时，源节点启动一个σ计时，计算T+ο 值，并将T+O值通过网络发送到目的节点；所述σ彡Τ1+Τ2+Τ3，其中Tl彡τ 1、Τ2彡τ 2、Τ3彡τ 3，其中τ 1为分布式系统网络的最大延迟时间(含抖动时间)，τ 2为源节点应用程序将一个时间值发送到网络上的最大延迟时间，τ 3为目的节点从网络上接收时间值存入计时器的延迟时间；2.2]目的节点从网络上接收到时间数据T+σ后，将该数据存入计时器；2.3]当源节点σ计时计时终了(即到达时间T+σ时)，发送同步脉冲信号；2.4]目地节点检测到同步脉冲信号的跳变时，启动目的节点计时器开始计时，整个授时过程结束。上述步骤2. 1中，只需Tl彡τ1、Τ2彡τ2、Τ3彡τ 3即可满足本方法基本要求， 但如果满足2 τ 1彡Tl彡τ 1、2 τ 2彡Τ2彡τ 2、2 τ 3彡Τ3彡τ 3，可达到较理想的精度。上述步骤2. 2中，利用ν = ω 1+ω 2+ω 3+ω 4+ω 5可进一步提高时间同步精度，其中ω1为同步脉冲信号电路跳变过程中逻辑值未变的时间、ω2为同步脉冲信号电路逻辑值处于未知状态的时间，ω3为同步脉冲信号电路逻辑值已经改变的时间，ω4为源节点发送同步脉冲信号的延迟时间，ω5为目的节点接收同步信号后启动计时器开始计时的延迟时间，其步骤是在接收到时间数据T+ σ后，将T+ σ +ν存储在计时器中。本发明的优点在于该方法在对分布式系统网络和计时器硬件要求不高的情况下，实现了分布式系统的高精度授时，授时精度最高可达到ns级别。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明处理流程图。
具体实施例方式本发明主要是针对基于网络的分布式系统授时方法精度不高的缺点，提出了一种基于网络，并利用同步脉冲信号电路实现的分布式系统授时方法，该方法大大提高了系统的授时精度。方案面向的系统是需要高精度授时的分布式系统，它在以往通过网络进行授时的方法的基础上，利用同步脉冲信号电路作为授时时间启动的信号，大大提高了系统授时的精度。以下结合附图对该用于分布式系统的高精度授时方法进行详细说明，如图1、图2 所示，该方法包括以下步骤1]建立系统通常的需要授时的分布式系统由授时的源节点、授时的目的节点和系统网络组成，本方案在此基础上，需要增加同步脉冲信号电路(根据不同的条件可选择相应的物理实现)，该电路由源节点产生，目的节点并行接收，如图1所示；2]授时2. 1]当分布式系统在时间T时刻需要授时时，源节点启动一个σ计时，计算T+ο 值，并将T+ο值通过网络发送到目的节点；设定ο彡Τ1+Τ2+Τ3,在该范围内选定一个σ值，其中Tl彡τ 1、Τ2彡τ 2、 Τ3彡τ 3，为了提高授时精度，一般对Tl、Τ2、Τ3设定上限，以2τ1彡Tl彡τ 1、 2 τ 2 ^ Τ2 ^ τ2、2τ3彡Τ3彡τ 3为佳，其中τ 1为分布式系统网络的最大延迟时间(含抖动时间)，τ 2为源节点应用程序将一个时间值发送到网络上的最大延迟时间，τ 3为目的节点从网络上接收时间值存入计时器的延迟时间。2. 2]目的节点从网络上接收到时间数据Τ+σ后，将该数据(Τ+0 )存入计时器； 为了进一步提高授时精度，可将T+ σ +ν存入计时器中，利用ν = ω 1+ ω 2+ ω 3+ ω 4+ ω 5进行修正，ν由同步脉冲信号的电气属性决定，其中ω1为同步脉冲信号电路跳变过程中逻辑值未变的时间、ω2为同步脉冲信号电路逻辑值处于未知状态的时间，ω3为同步脉冲信号电路逻辑值已经改变的时间，ω4为源节点发送同步脉冲信号的延迟时间，ω5为目的节点接收同步信号后启动计时器开始计时的延迟时间。整个授时过程的精度由同步脉冲信号的电气属性决定，如果不利用ν做修正，则时间同步的最大精度即为ν ；如果用ν进行修正，则同步精度可提高至《2。2.3]当σ计时计时终了(即到达时间T+σ时)，发送同步脉冲信号；2.4]目地节点检测到同步脉冲信号的跳变时，启动目的节点计时器开始计时，整个授时过程结束。根据该方法设计的分布式系统，被用到某飞机某计算机中，经实际测算，授时精度不大于10ns。
权利要求
1.一种用于分布式系统的高精度授时方法，其特征在于，包括以下步骤1]建立系统该系统包括授时的源节点、授时的目的节点、系统网络和同步脉冲信号电路；所述同步脉冲信号电路由源节点产生，目的节点并行接收；2]授时2.1]当分布式系统在时间T时刻需要授时时，源节点启动一个σ计时，计算T+σ值， 并将T+ σ值通过网络发送到目的节点；所述σ彡Τ1+Τ2+Τ3，其中Tl彡τ 1、Τ2彡τ 2、Τ3彡τ 3，其中τ 1为分布式系统网络的最大延迟时间，所述τ 1含抖动时间，τ 2为源节点应用程序将一个时间值发送到网络上的最大延迟时间，τ 3为目的节点从网络上接收时间值存入计时器的延迟时间；2.2]目的节点从网络上接收到时间数据T+σ后，将该数据存入计时器；2.3]当源节点σ计时计时终了(即到达时间T+σ时)，发送同步脉冲信号；2.4]目地节点检测到同步脉冲信号的跳变时，启动目的节点计时器开始计时，整个授时过程结束。
2.根据权利要求1所述的用于分布式系统的高精度授时方法，其特征在于所述步骤 2. 1 中，2 τ 1 彡 Tl 彡 τ 1、2 τ 2 彡 Τ2 彡 τ 2、2 τ 3 彡 Τ3 彡 τ 3。
3.一种用于分布式系统的高精度授时方法，其特征在于，包括以下步骤1]建立系统该系统包括授时的源节点、授时的目的节点、系统网络和同步脉冲信号电路；所述同步脉冲信号电路由源节点产生，目的节点并行接收；2]授时2.1]当分布式系统在时间T时刻需要授时时，源节点启动一个σ计时，计算T+σ值， 并将Τ+σ值通过网络发送到目的节点；所述σ彡Τ1+Τ2+Τ3，其中Tl彡τ 1、Τ2彡τ 2、Τ3彡τ 3，其中τ 1为分布式系统网络的最大延迟时间，所述τ 1含抖动时间，τ 2为源节点应用程序将一个时间值发送到网络上的最大延迟时间，τ 3为目的节点从网络上接收时间值存入计时器的延迟时间；2.2]目的节点从网络上接收到时间数据Τ+σ后，将Τ+σ+ν存储在计时器中；ν= ω 1+ω 2+ω 3+ω 4+ω 5，其中ω 1为同步脉冲信号电路跳变过程中逻辑值未变的时间、ω 2 为同步脉冲信号电路逻辑值处于未知状态的时间，ω3为同步脉冲信号电路逻辑值已经改变的时间，ω4为源节点发送同步脉冲信号的延迟时间，ω5为目的节点接收同步信号后启动计时器开始计时的延迟时间；2.3]当源节点σ计时计时终了(即到达时间T+σ时)，发送同步脉冲信号；2.4]目地节点检测到同步脉冲信号的跳变时，启动目的节点计时器开始计时，整个授时过程结束。
4.根据权利要求3所述的用于分布式系统的高精度授时方法，其特征在于所述步骤 2. 1 中，2 τ 1 彡 Tl 彡 τ 1、2 τ 2 彡 Τ2 彡 τ 2、2 τ 3 彡 Τ3 彡 τ 3。
全文摘要
本发明提供一种用于分布式系统的高精度授时方法，主要解决了现有基于网络的用于分布式系统的授时方法精度低的问题。该用于分布式系统的高精度授时方法包括1]建立系统和2]授时两大步骤；该方法在对分布式系统网络和计时器硬件要求不高的情况下，实现了分布式系统的高精度授时，授时精度最高可达到ns级别。
文档编号H04L7/00GK102368703SQ201110389428
公开日2012年3月7日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者吴超, 孙靖国, 王乐, 韩强 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所