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投影仪,根据PTP授时的高牢靠时刻一致体系的应用研究,大蒜

152 人参与  2019年05月20日 17:03  分类:科研发现  评论:0  
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跟着核算机和通讯技能的飞速发展,时刻共同体系在测控、航天、工业操控等范畴的运用越来越广泛,例如,时刻共同体系为指挥操控体系、航空航天信息处理体系、工业操控网络等供给准确、可靠、投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜共同的时刻,一起,各运用范畴对所需的时刻共同体系的功用要求也越来越高[1-2]

时刻共同体系的首要功用是供给规范的时刻和脉冲中止信号,使其所在的信息体系有一个共同的时刻规范。目精易论坛前在时刻共同体系中运用最广泛的时刻同步协议是NTP协议,可是该协议的同步精度为毫秒级,无法满意高精度要求的运用场景[3-4]。而且,在NTP协议的条件下,体系主时钟一般都是固定的,一旦体系中主力进化txt全集下载的主时钟呈现反常,整个体系的授时就会瘫痪,所以,进步时刻共同体系的鲁棒性也是一个亟需处理的问题。因而,规划并完结一个高精度、高可靠性的时刻共同体系,进步时刻共同体系的同步精度、鲁棒性,关于测控、航天、工业操控等范畴具有严重现实意义。

1 体系架构

本文依据PTP协议构建了一个高可靠的时刻共同体系,体系由时刻服务器和时统软件两部分组成。在本体系中,PTP时刻服务器为整个体系的时刻源,时统软件接纳时刻源的同步信号,校对本地时刻。PTP时刻服务器经过网络交换机联接服务器,服务器装备专用网卡来接纳网络传输的PTP信号;装置于服务器上的时统软件取得网卡的时刻信息,进行解码并输出对时信号和脉牛肉面的做法冲中止信号。体系架构图如图1所示。

2 依据PTP授时的双机热备的完结

为了处理时刻同步精度较低、鲁棒性较差等问题,本体系选用PTP协议进行网络授时,且本体系选用两台时刻服务器及BMC算法来完结体系的双机热备功用。

2.1 PTP同步原理

PTP协议的时刻戳记录在MAC层,消除了在NTP协议中一向存在的协议栈的推迟和颤动,然后进步夜梦萌雨授时精度。PTP协议首要经过4种类型的报文来丈量时钟差错和网络延时,别离是:Sync报文、Follow_U中国联通股票p报文、Delay_Req报文、Delay_Resp报文[5-7]。其具体的时刻同步进程如图2所示。

具体原理如下:

(1)主时钟在t1时刻发送Sync音讯:假如为1588 one-step机盎司制,则Sync音讯包含有发送时刻;假如为1588 two-step机制,则Sync音讯仅发送发送时刻值的估计值,即t1的估计值,然后在Follow_Up音讯中再发送准确的t1值。

(2)从时钟记下收到Sync音讯的时刻t2,然后在t3时刻发送Delay_Req音讯。

(3)主时钟记下收到Delay_Req投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜音讯的时刻t4,然后发送带着t4值的Delay_Resp音讯给从时钟。

(4)假定主从时钟之间的链路推迟是对称的,从时钟依据已知的t1、t2、t3、t4值,核算出Offset值与Delay值。

核算进程如下:

假定从投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜时钟超前主时钟的值为Offset,则有:

则本地时刻纠正值为本地时刻值减去Offset值与Delay值之和。

2.2 双机热备完结原理

在时刻共同体系中,主时钟的反常会导致整个体系的授时瘫春兰痪。在航天、测控、工业操控等范畴,这种状况的呈现对所需授时的信息体系的影响是丧命的,它可能会带来无法挽回的丢失。因而,在这些要求较高的运用范畴中完结时刻共同体系的双机热备,并进一步到达双机切换的无缝联接,是非常有必要的。对此问题的处理,BMC算法供给了很好的理论依据。双机热备原理图如图3所示。

2.2.1 双机热备作业形式

在BMC算法的理论基础上,为了避免算法运转进程中遭到无法猜测的搅扰而导致体系授时呈现毛病,本体系共完结了两种双机热备作业形式。两种双机热备作业形式的完结原理如下:

(1)手动设置主时钟

依据本体系投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜实践作业环境,网络授时选用发送/接纳组播数据包的形式进行相关报文的交互,因而,PTP时刻服务器运转状况安稳后(确定后),可将其间一台设置为组播形式,其他的设置为单播形式,且将一切的PTP时刻服务器设置为较高的同一优先级。

经过如上的设置,完结了当时网络中只要一台设备发包,从而完结热备功用。其间,坚持为组播形式的PTP时刻服务器为主时钟,单播形式的为备时钟。别的,传输形式中单播与组播形式可无缝切换无需重启服务,保证了运转的可靠性。

(2)自动挑选主时钟

①正常作业状况

首要,整个时刻共同体系会挑选一台PTP时刻服务器作为主时钟,该形式的作业原理为:当PTP时刻服务器开机并确定后,均从时统专网上获取时刻报文,并从中解分出所需的参数值,再依据BMC算法的相应参数值进行判别,契合相应条件的即为主时钟(Master),其他的为从时钟(Slave)。然后,主时钟对整个体系进行授时。

②反常作业状况

主时钟(Master)发作毛病或物理链路动摇导致授时精度下降时,体系会依据BMC算法的断定成果选定新的主时钟,即主时钟(Master)自动切换为数据质量较好的从时钟(Slave)。

2.2.2 最佳主时钟算法

BMC算法能够对整个时刻共同体系进行自适应授时调整,它包含数据集比较算法和端口状况决议计划算法[7-9]

(1)数据集比较算法

在PTP时刻共同体系中,每个协议节点守时向其他协议节点发送的Announce报文中带着了该节点及其父节点的时钟质量信息[10]。数据集比较算法的比较对象是端口收到的时钟质量信息和本地时钟default DS数据集[11]。其需比较的具体信息及比较流程如图4、图5所示,图中A、B别离代表端口收到的时钟质量信息和本地时钟default DS数据集。

(2)端口状况决议计划算法

端口状况决议计划算法的数据来历为:本地时钟默许数据(D0)、PT王姿允P端口最佳报文(Erbest)、最佳报文(Ebest)。关于任一PTP端口r,对其收到的来自其他PTP端口的有用报文,顺次运用数楚兰菊据集比较算法,就能够得到PTP端口最佳报文(Erbest)[11-12]。然后,对每个端口的Erbest顺次运用数据集比较算法,就能够得到Ebest。

依据从这3个数据源得到数据的比较以及对本地时钟等级的断定,体系得出本地端口应处荨麻疹症状的状况,包含主时钟状况(M1、M2、M3)、从时钟状况(S1)、待机状况马鹿超话(P1、P2)。端口状况决议计划流程图如图6所示。

3 实验成果

本体系的实验环境由2台PTP时刻服务器和相应的时统软件组成,依照如图1所示体系架构图进行布置。依据PTP时钟优先级设置规矩,PTP时刻服务器为本体系内主时钟(设置为高优先级),时统软件为从时钟(优先级设置为255,无法被挑选为主时钟)。

完结整个体系的布置后,首要对本体系进行精度测验。将规范时钟源的授时信号输出到示波器上,再挑选本体系中一台服务器,在二氧化硫服务器上利用时统软件测验东西取得的授时信号经串口输出到示波器上,调整示波器并进行上升沿的比照,得出两者的时延差错。体系测验结构图如图7所示,测验成果如图8所示。

如图8所示,本体系经过期统软件获取的安稳时延差错大约为710 ns,远远低于NTP协议的毫秒级差错,满意本体系本身的高精度要求。

然后,对本体系进行鲁棒性测验。本体系正常运转时,随机挑选一时刻(本测验中为7时59分59秒),将PTP时刻服务器1与网络交换机断开联接,测验成果如表1所示。

由表1能够看出,将PTP时刻服务器1断开联接,对体系的运转并无影响,体系并未呈现时刻断续、跳变等反常状况,满意本体系本身的高鲁棒性要求。

别的,在本体系中,服务器接纳PTP信号需装备专用网卡,为了使系全城热恋统功用测验成果愈加具体,更能体现出本体系的授时精度状况,在进行了上述两项测验之后,对本体系中所运用的网卡进行了自守时的测验,大约收集了16个小时的数据,运用MATLAB将数据转化为曲线图,得出了如图9所示的自守时精度及其一阶拟合状况。

由图9可得本体系所运用网卡的每秒时刻漂移大约为80 ns(由图中直线斜率得郑登高出),即跟着体系运用时刻的增加,本体系所运用的专用网卡对体系的授时精度有必定的影响。

4 定论

本文经过对依据PTP授时的高可靠时刻共同体系进行理论研讨、规划证明,完结了一套基投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜于PTP授时的、适用可靠性要求较高的双机热备时刻共同体系,提出了哈利波特全集手动设置主时钟与自动挑选主时钟两种双机热备作业形式。本研讨充分利用实践物理环境,挑选运用场景,并进行了体系的建立、体系的功用测验。成果表明,比照以往的时刻共同体系,本体系的时刻同步精度为纳秒级,大大进步了时刻共同体系的授时精度;而且在双机热备自动休克切换的基础上,增加了人工自动切换形式,进一步进步了体系的鲁棒性。此外,在功用测验中,对本体系中所运用的专用网卡进行了自守时精度测验,也进一步展现了本体系比较于以往时刻共同体系的功用优化鱼怎么做好吃状况。

参考文献

[1] 张杨敏,郭勇,谢兴红.嵌入式高精度GPS异地时刻投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜丈量体系的规划[J].电子技能运用,2010,36(2):19-22.

[2] 王娜,慕德俊.分布式实验体系管理中的时钟同步技能研讨[J].电子技能运用,2006,32(12):25-27.

[3] 黄沛芳.依据NTP的高精度时钟同步体系完结[J].电子技能运用,2009,35(7):122-124,127.

[4] 李永刚,李欣泉,郭力兵,等.麒麟操作体系渠道软时统同步办法研讨[投影仪,依据PTP授时的高可靠时刻共同体系的运用研讨,大蒜J].电子技能运用,2018,44(9):129-133.

[5] 李德骏,汪港,杨灿军,等.依据NTP和IEEE1588海底观测网时刻同步体系[J].浙江大学学报(工学版),2014,59(1):1-7.

[6] 刘见,靳绍平,李敏,等.依据IEEE-1588协议的高精度时钟对时规划[J].电子技能运用,2014,40(4):48-51.

[7] 孙中尉.IEEE1588高精度网络时刻同步运用研讨[D].西安:中国科学院大学(中国科学院国家授时中心),2010.

[8] 魏亚敏,李轶,张申,等.矿山物联网时刻同步体系规划与完结[J].电子技能运用,2017,43(1):81-83.

[9] 黄健,刘鹏,杨瑞民.IEEE1588准确时钟同步协议从时钟规划[J].电子技能运用,2010,36(7):94-97,108.

[10] 王冠.IEEE1588v2时钟同步技能的研讨与完结[D].武汉:武汉邮电科学研讨院,2011.

[11] 李红亮.依据PTP协议的高精度网络时刻同步体系的规划与完结[D].天津:天津大学软件学院,2012.

[1艾威斯2] 庾智兰,李智.准确时钟同步协议最佳主时钟算法[J].电力自动化设备,2009,16(11):74-77.

作者属相相克信息:

马 昭,葛文双,胡爱兰,张瑞权,张志成

(华北核算机体系工程研讨所,北京100083)

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本文链接:http://www.saudipmv.com/articles/176.html

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