CN107947888A - 一种基于网络通信的任务级同步方法 - Google Patents
一种基于网络通信的任务级同步方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107947888A CN107947888A CN201711294812.1A CN201711294812A CN107947888A CN 107947888 A CN107947888 A CN 107947888A CN 201711294812 A CN201711294812 A CN 201711294812A CN 107947888 A CN107947888 A CN 107947888A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- task
- time
- slave
- clock
- host
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
- H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
- H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
- H04J3/0664—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps unidirectional timestamps
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0682—Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于网络通信的任务级同步方法，所述方法应用在主控制器相互的通信过程中，所述方法包括：步骤1：测量主时钟与从时钟之间的链路传输延迟和偏移时间；步骤2：主机在下一个任务周期的发送窗口期内发送启动从任务的数据帧，从机接收到此数据帧后，根据启动帧包含的时间计算出主机下个任务启动的时间，设置从机任务的启动时间，等待启动；步骤3：主机周期性与从机交互的数据帧中包含当前主机任务启动的时间信息，从机周期性进行修正偏移系数，完成周期的同步调整，实现了使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂安全级设备领域，具体地，涉及一种基于网络通信的任务级同步方法。
背景技术
基于微处理器的核电厂安全级设备，为了保证安全级设备的正确性、可靠性、可用性，使用了冗余的技术，但是冗余技术的使用会导致多个CPU的响应时间较长，若要提高响应时间则需要冗余系统中的处理任务尽可能的一致运行，同步的方法有很多，如共用物理时钟、使用物理同步电路，而使用物理同步需要额外增加硬件电路，导致成本较高，且需要硬接线时需要对不同信号线进行详细的时序逻辑分析，费时费力，效率较低。
综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
在现有技术中，现有的基于微处理器的核电厂安全级设备的多个CPU同步响应存在的需要额外增加硬件电路，导致成本较高，效率较低技术问题。
发明内容
本发明提供了一种基于网络通信的任务级同步方法，解决了现有的基于微处理器的核电厂安全级设备的多个CPU同步响应存在的需要额外增加硬件电路，导致成本较高，具有一定风险技术问题，实现了使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，不需要硬接线时对不同信号线进行详细的时序逻辑分析，使用原有的通信网络即可，成本较低，效率较高的技术效果。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于网络通信的任务级同步方法，所述方法应用在主控制器相互的通信过程中，所述方法包括：
步骤1：测量主时钟与从时钟之间的链路传输延迟和偏移时间；
步骤2：主机在下一个任务周期的发送窗口期内发送启动从任务的数据帧，从机接收到此数据帧后，根据启动帧包含的时间计算出主机下个任务启动的时间，设置从机任务的启动时间，等待启动；
步骤3：主机周期性与从机交互的数据帧中包含当前主机任务启动的时间信息，从机周期性进行修正偏移系数，完成周期的同步调整。
其中，本申请采用了通信的方法处理不同控制模块的CPU中处理任务的任务同步；实现了不同模块中的CPU中任务精确地同步；减少了对固有硬件的修改和处理，以及硬接线时需要对不同信号线进行详细的时序逻辑分析。
进一步的，所述步骤1具体包括：
步骤1.1：由主机到从机广播Sync1报文，Sync1报文包含了报文组帧时的本地时间；
步骤1.2：由从机到主机各I/O板卡返回Sync2报文，Sync2报文包含了从Sync1的本地时间和发送Sync2的本地时间；
步骤1.3：由主机到从机广播生成的参数报文，下发各链路的参数信息。
进一步的，下发各链路的参数包括：时钟偏移信息和链路延迟信息。
进一步的，主时钟发送的Sync1消息中带有Tm1时间，从时钟接收到Sync1后保存接收到的Tm1时间并记录下接收到Sync1的时间Ts1，从时钟的设备延迟一段时间后从时钟发送Sync2消息，此消息中带有时间Ts1和Ts2，主时钟接收到后按照下式计算出传输延迟Td和主从时钟的偏移值TΔ：
公式1+公式2获得公式3：
Td2+Td1＝(Tm2-Tm1)+(Ts1-Ts2) 公式3
其中，
TΔ＝(Td+Tm1-Ts1)＝(Td-Tm2+Ts2)。
其中，主机与从机之间的任务同步精度误差在50us以内。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本方法根据通信数据帧中包含的数据帧发送的时间，和接收此数据帧时的时间，来完成同步；由于采用了将本方法设计为使用通信网络同步，使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，使用原有的通信网络即可，采用了通信的方法处理不同控制模块的CPU中处理任务的任务同步；实现了不同模块中的CPU中任务精确地同步；减少了对固有硬件的修改和处理，以及硬接线时需要对不同信号线进行详细的时序逻辑分析；并且本方法通过在主控制器相互的通信过程中额外添加任务的启动时间、间隔时间等信息，通过任务级同步算法完成不同主控制器之间的任务同步；所以，有效解决了现有的基于微处理器的核电厂安全级设备的多个CPU同步响应存在的需要额外增加硬件电路，导致成本较高，具有一定风险技术问题，进而实现了使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，不需要硬接线时对不同信号线进行详细的时序逻辑分析，使用原有的通信网络即可，成本较低，效率较高的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中基于网络通信的任务级同步方法的流程示意图；
图2是本申请中延时请求—响应机制示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于网络通信的任务级同步方法，解决了现有的基于微处理器的核电厂安全级设备的多个CPU同步响应存在的需要额外增加硬件电路，导致成本较高，具有一定风险技术问题，实现了使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，不需要硬接线时对不同信号线进行详细的时序逻辑分析，使用原有的通信网络即可，成本较低，效率较高的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一：
在实施例一中，请参考图1，提供了一种基于网络通信的任务级同步方法，所述方法应用在主控制器相互的通信过程中，所述方法包括：
步骤1：测量主时钟与从时钟之间的链路传输延迟和偏移时间；
步骤2：主机在下一个任务周期的发送窗口期内发送启动从任务的数据帧，从机接收到此数据帧后，根据启动帧包含的时间计算出主机下个任务启动的时间，设置从机任务的启动时间，等待启动；
步骤3：主机周期性与从机交互的数据帧中包含当前主机任务启动的时间信息，从机周期性进行修正偏移系数，完成周期的同步调整。
本发明根据通信数据帧中包含的数据帧发送的时间，和接收此数据帧时的时间，来完成同步。整个过程分为三部分，链路传输延迟和偏移时间测量、从任务启动、同步任务周期调整。
链路传输延迟和偏移时间测量：
步骤1.1：广播Sync1报文(主→从)，Sync1报文包含了报文组帧时的本地时间；
步骤1.2：各I/O板卡返回Sync2报文(从→主)，Sync2报文包含了从Sync1的本地时间和发送Sync2的本地时间；
步骤1.3：广播生成的参数报文(主→从)，下发各链路的参数包括(时钟偏移，链路延迟)。
详细过程如图2所示。其中主时钟发送的Sync1消息中带有Tm1时间，从时钟接收到Sync1后保存接收到的Tm1时间并记录下接收到Sync1的时间Ts1，从时钟的设备延迟一段时间后从时钟发送Sync2消息，此消息中带有Ts1和Ts2，主时钟接收到后就能计算传输延迟Td和主从时钟的偏移值TΔ。
公式1+公式2得出公式3
Td2+Td1＝(Tm2-Tm1)+(Ts1-Ts2) 公式3
假设：
TΔ＝(Td+Tm1-Ts1)＝(Td-Tm2+Ts2)
从任务启动
主任务完成主与从之间链路延迟和偏移后，就会在下一个任务周期的发送窗口期内发送启动从任务的数据帧，从机接收到此数据帧后，会根据启动帧包含的时间计算出主机下个任务启动的时间，于是设置好本任务的启动时间，等待启动。
同步任务周期调整
主机周期性与从机交互的数据帧中就包含了当前主机任务启动的时间信息，因此从机周期性修正偏移系数，完成周期的同步调整。
其中，主机与从机之间的任务同步精度误差在50us以内。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本方法根据通信数据帧中包含的数据帧发送的时间，和接收此数据帧时的时间，来完成同步；由于采用了将本方法设计为使用通信网络同步，使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，使用原有的通信网络即可，采用了通信的方法处理不同控制模块的CPU中处理任务的任务同步；实现了不同模块中的CPU中任务精确地同步；减少了对固有硬件的修改和处理，以及硬接线时需要对不同信号线进行详细的时序逻辑分析；并且本方法通过在主控制器相互的通信过程中额外添加任务的启动时间、间隔时间等信息，通过任务级同步算法完成不同主控制器之间的任务同步；所以，有效解决了现有的基于微处理器的核电厂安全级设备的多个CPU同步响应存在的需要额外增加硬件电路，导致成本较高，具有一定风险技术问题，进而实现了使用基于网络通信的任务级同步方法可以降低系统的响应时间且不用额外增加硬件电路，不需要硬接线时对不同信号线进行详细的时序逻辑分析，使用原有的通信网络即可，成本较低，效率较高的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种基于网络通信的任务级同步方法，其特征在于，所述方法应用在主控制器相互的通信过程中，所述方法包括：
步骤1：测量主时钟与从时钟之间的链路传输延迟和偏移时间；
步骤2：主机在下一个任务周期的发送窗口期内发送启动从任务的数据帧，从机接收到此数据帧后，根据启动帧包含的时间计算出主机下个任务启动的时间，设置从机任务的启动时间，等待启动；
步骤3：主机周期性与从机交互的数据帧中包含当前主机任务启动的时间信息，从机周期性进行修正偏移系数，完成周期的同步调整。
2.根据权利要求1所述的基于网络通信的任务级同步方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
步骤1.1：由主机到从机广播Sync1报文，Sync1报文包含了报文组帧时的本地时间；
步骤1.2：由从机到主机各I/O板卡返回Sync2报文，Sync2报文包含了从Sync1的本地时间和发送Sync2的本地时间；
步骤1.3：由主机到从机广播生成的参数报文，下发各链路的参数信息。
3.根据权利要求2所述的基于网络通信的任务级同步方法，其特征在于，下发各链路的参数包括：时钟偏移信息和链路延迟信息。
4.根据权利要求1所述的基于网络通信的任务级同步方法，其特征在于，主机与从机之间的任务同步精度误差在50us以内。
5.根据权利要求2所述的基于网络通信的任务级同步方法，其特征在于，主时钟发送的Sync1消息中带有Tm1时间，从时钟接收到Sync1后保存接收到的Tm1时间并记录下接收到Sync1的时间Ts1，从时钟的设备延迟一段时间后从时钟发送Sync2消息，此消息中带有时间Ts1和Ts2，主时钟接收到后按照下式计算出传输延迟Td和主从时钟的偏移值TΔ：
公式1+公式2获得公式3：
Td2+Td1＝(Tm2-Tm1)+(Ts1-Ts2) 公式3
其中，
TΔ＝(Td+Tm1-Ts1)＝(Td-Tm2+Ts2)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711294812.1A CN107947888B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于网络通信的任务级同步方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711294812.1A CN107947888B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于网络通信的任务级同步方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107947888A true CN107947888A (zh) | 2018-04-20 |
| CN107947888B CN107947888B (zh) | 2019-06-04 |
Family
ID=61946210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711294812.1A Active CN107947888B (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于网络通信的任务级同步方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107947888B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109150356A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-04 | 合肥云序科技有限公司 | 一种网络通信的同步方法 |
| CN110809314A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-18 | 深圳市银河风云网络系统股份有限公司 | 一种无线网络信标帧同步的方法 |
| CN111092789A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-01 | 歌尔微电子有限公司 | 数据传输方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
| CN113900386A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-01-07 | 北京联盛德微电子有限责任公司 | 一种物联网设备自适应联动控制方法及系统 |
| CN114465689A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-10 | 东莞市李群自动化技术有限公司 | 通道组的信号指令同步处理方法、系统、设备及存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2352238A1 (en) * | 2008-08-27 | 2011-08-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | A delay control method in the passive optical network, an optical line terminal and a passive optical network |
| CN102244603A (zh) * | 2010-05-11 | 2011-11-16 | 华为技术有限公司 | 传输承载时间的报文的方法、设备及系统 |
| CN107025152A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-08 | 北京电子工程总体研究所 | 基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法 |
-
2017
- 2017-12-08 CN CN201711294812.1A patent/CN107947888B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2352238A1 (en) * | 2008-08-27 | 2011-08-03 | Huawei Technologies Co., Ltd. | A delay control method in the passive optical network, an optical line terminal and a passive optical network |
| CN102244603A (zh) * | 2010-05-11 | 2011-11-16 | 华为技术有限公司 | 传输承载时间的报文的方法、设备及系统 |
| CN107025152A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-08-08 | 北京电子工程总体研究所 | 基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张亚妮: "基于嵌入式的三余度通信控制系统的设计", 《西安电子科技大学硕士学位论文》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109150356A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-04 | 合肥云序科技有限公司 | 一种网络通信的同步方法 |
| CN110809314A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-18 | 深圳市银河风云网络系统股份有限公司 | 一种无线网络信标帧同步的方法 |
| CN110809314B (zh) * | 2019-11-14 | 2022-01-11 | 深圳市银河风云网络系统股份有限公司 | 一种无线网络信标帧同步的方法 |
| CN111092789A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-01 | 歌尔微电子有限公司 | 数据传输方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
| CN113900386A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-01-07 | 北京联盛德微电子有限责任公司 | 一种物联网设备自适应联动控制方法及系统 |
| CN113900386B (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-25 | 北京联盛德微电子有限责任公司 | 一种物联网设备自适应联动控制方法及系统 |
| CN114465689A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-10 | 东莞市李群自动化技术有限公司 | 通道组的信号指令同步处理方法、系统、设备及存储介质 |
| CN114465689B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-10-03 | 东莞市李群自动化技术有限公司 | 通道组的信号指令同步处理方法、系统、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107947888B (zh) | 2019-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107947888A (zh) | 一种基于网络通信的任务级同步方法 | |
| US9979998B1 (en) | System for time synchronization of audio devices | |
| CN101960770B (zh) | 时钟同步系统、节点和时钟同步方法 | |
| WO2016041452A1 (zh) | 无线设备间时间同步的方法、无线设备和无线通信系统 | |
| JP6515104B2 (ja) | 連続的な送信なしにデジタルネットワークにおいてクロック同期を維持すること | |
| CN107465474B (zh) | 数控系统总线设备的时间同步系统及方法 | |
| JP2008113457A (ja) | 多数のバスのサイクルタイムを同期させる方法と装置及び対応するバスシステム | |
| CN103929293A (zh) | 非对称延迟的时间同步方法及系统 | |
| WO2017054554A1 (zh) | 一种时钟同步方法、装置及通信设备 | |
| CN103842917A (zh) | 时间控制装置、时间控制方法和程序 | |
| WO2015096041A1 (zh) | 一种多时钟域的时钟同步方法、线卡及以太网设备 | |
| CN104038548A (zh) | 服务器系统 | |
| CN100581094C (zh) | 一种短程无线通信网络的网络时钟同步方法 | |
| CN111818632A (zh) | 一种设备同步的方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN103369662A (zh) | 适配器、基带处理单元和基站系统 | |
| CN115528739A (zh) | 单相逆变器并机同步方法及系统、单相逆变器及存储介质 | |
| CN110109434B (zh) | 控制器、协同服务器、设备的协同运行系统及方法 | |
| US20190332139A1 (en) | Clocking Synchronization Method and Apparatus | |
| KR101847366B1 (ko) | 시각 동기 장치 및 시각 동기 시스템 | |
| KR101716630B1 (ko) | 통신 장치 및 통신 방법 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체 | |
| CN109818700B (zh) | 广域系统保护装置的同步方法、装置、厂站及拓扑架构 | |
| WO2018077107A1 (zh) | 一种在rru侧进行时延补偿的方法及装置和计算机存储介质 | |
| US7694176B2 (en) | Fault-tolerant computer and method of controlling same | |
| CN112558685B (zh) | 一种配电终端模块间对时同步的方法 | |
| JP2003179584A (ja) | ネットワークシステムの同期方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201228 Address after: No.3, Hongda South Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Patentee after: CHINA NUCLEAR CONTROL SYSTEM ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 610000, No. three, 28 south section of Ring Road, Chengdu, Sichuan Patentee before: NUCLEAR POWER INSTITUTE OF CHINA |