CN115344008B - 一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法 - Google Patents

一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法。MCU通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A、B进行时钟同步，分别计算出控制器本地时钟与主时钟A、B的时钟偏差，然后MCU进行决策选取出最优时钟，并用、控制器本地时钟与最优时钟的时钟偏差，调整控制器本地时钟使其与之同步，同时记录存储本次调整的时钟偏差；当MCU内部监测到控制器与控制网络内的主时钟A、B均无法时钟同步时，读取调整值历史存储记录，并进行加权平均处理，根据处理结果调整控制器本地时钟。本发明通过存储记录历史时钟偏差调整值，当网络内控制器无法与主时钟实时同步时，亦可保证多控制器跨网络控制任务同步执行的实时性和服务质量，而且无需引入额外硬件，系统的可靠性和通用性高。

Description

一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法
技术领域
本发明涉及一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，属于工业过程控制领域。
背景技术
随着新一轮工业革命的不断改革深化，各个领域均不断向信息化、数字化的方向发展，尤其在工业制造业领域中，传统的自动化工厂逐渐转变成以大数据、物联网、虚拟仿真等新一代信息技术基础之上的全生命周期管理，强调生产系统“智能化”的智能工厂。
随着智能化工厂的不断推广，针对智能工厂网络环境下分布式协同实时交互的实时性问题日益凸显，如何保证多控制器跨网络控制任务同步执行的实时交互服务质量保证成为工厂智能化进程中亟待解决的问题。
目前传统的解决方法是采用时钟同步方法将网络环境内的各个控制节点调整至同一时钟基准上，然后采用基于分时调度的机制控制网络内的各个控制节点进行数据的传输发送，从而保证多控制器跨网络控制任务同步执行的实时性和服务质量。然而该方法亦存在其固有问题，一般控制网络内选取时钟质量等级最高的控制器或者专门的主节点设备作为主时钟同步网络内的其他控制节点，主时钟节点正常工作时网络内的多控制器控制任务执行稳定，但当主时钟节点发生故障时，控制网络内其他控制节点无法长时间保持在同一时钟基准稳定运行，致使多控制器之间失去协同控制，从而导致多控制器跨网络控制任务同步执行的实时性和服务质量无法得到保障，即使采用主时钟和备用时钟的冗余结构，也无法从根本上解决上述问题。
针对上述问题，本文提出一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，即通过存储记录历史时钟偏差调整值，当控制器无法与主时钟节点进行时钟同步时，采用加权平均处理后的历史时钟偏差调整值调整本地时钟，从而使网络内的各个控制器即使无法与主时钟实时同步，亦可保证多控制器跨网络控制任务同步执行的实时性和服务质量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，主要用于保证多控制器跨网络控制任务同步执行的实时交互服务质量。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，包括以下步骤：
时钟同步模块A通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟A的时钟偏差；
时钟同步模块B通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟B进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟B的时钟偏差；
时钟决策调整模块根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步；当监测到控制器与控制网络内的主时钟A和主时钟B均无法时钟同步时，读取历史存储的时钟调整值，并进行加权平均处理，根据处理结果调整控制器本地时钟。
检测计数器接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B每完成一次时钟同步发送的监测脉冲后，清零当前计算值；当控制器发生故障无法与主时钟A和主时钟B进行时钟同步后，计数值不断累加，当计数值累加达到阈值时，向时钟决策调整模块发送故障报警信号。
时钟决策调整模块当检测到故障报警信号后，读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整控制器的内部晶振时钟。
所述根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步，具体流程为：
若只接收到某一时钟同步模块传输的时钟偏差，则选择与该时钟同步模块连接的时钟为最优时钟，该时钟同步模块输出的时钟偏差作为时钟调整值，调整本地时钟使其与最优时钟同步；
若同时接收到两个时钟同步模块传输的时钟偏差，则选取与时钟质量较高的主时钟作为最优时钟，与最优时钟连接的时钟同步模块输出的时钟偏差作为时钟调整值，调整本地时钟使其与最优时钟同步；
若两个时钟同步模块传输的时钟偏差皆未接收到，则检测监测计数器是否发送故障报警信号，如果检测到故障报警信号则读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整本地时钟，否则退出本次时钟调整，不进行本地时钟修正。
调整值记录模块存储每次调整本地时钟时的时钟调整值，并且当控制器无法与外界主时钟进行时钟同步时，将存储的历史时钟调整值记录传输给时钟决策调整模块调整本地时钟；具体流程如下：
当接收到时钟调整值后，首先计算存储的历史时钟调整值的加权平均数和标准差，检查本次时钟调整值是否在设定范围内；如果是，则存储新的时钟偏差调整值，丢弃历史时钟调整值记录中最旧的时钟调整值；否则，丢弃本次时钟调整值；
当接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟调整值的加权平均数发送给时钟决策调整模块作为时钟调整值调整本地时钟。
一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，包括：
时钟同步模块A，用于通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟A的时钟偏差；
时钟同步模块B，用于通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟B进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟B的时钟偏差；
时钟决策调整模块，用于根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步；当监测到控制器与控制网络内的主时钟A和主时钟B均无法时钟同步时，读取历史存储的时钟调整值，并进行加权平均处理，根据处理结果调整控制器本地时钟。
一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，还包括检测计数器，用于接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B每完成一次时钟同步发送的监测脉冲后，清零当前计算值；当控制器发生故障无法与主时钟A和主时钟B进行时钟同步后，计数值不断累加，当计数值累加达到阈值时，向时钟决策调整模块发送故障报警信号。
一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，还包括调整值记录模块，用于存储每次调整本地时钟时的时钟调整值，并且当控制器无法与外界主时钟进行时钟同步时，将存储的历史时钟调整值记录传输给时钟决策调整模块调整本地时钟；具体流程如下：
当接收到时钟调整值后，首先计算存储的历史时钟调整值的加权平均数和标准差，检查本次时钟调整值是否在设定范围内；如果是，则存储新的时钟偏差调整值，丢弃历史时钟调整值记录中最旧的时钟调整值；否则，丢弃本次时钟调整值；
当接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟调整值的加权平均数发送给时钟决策调整模块作为时钟调整值调整本地时钟。
一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法。
一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法。
本发明具有如下有益效果及优点：
1.守时精度高。本发明在控制器无法与控制网络内的主时钟进行时钟同步时，通过调用存储的历史时钟偏差调整值对控制器进行时钟调整，并且由于历史时钟偏差调整值经过一系列处理后，在剔除网络抖动干扰的同时，最大程度反应了本地时钟与网络内主时钟的时钟偏差，使控制器在无法与主时钟进行同步状态下仍可在较长时间内保持与主时钟在同一时钟基准上，从而提高控制器的守时精度，保证整体控制网络的实时性。
2.可靠性高。本发明应用主时钟冗余技术和控制器诊断技术，当网络内一个主时钟发生故障时，控制器仍可与另一主时钟保持时钟同步，同时控制器内部MCU在检测到无法与控制网络内两个主时钟进行时钟同步后，在调用存储的历史时钟偏差调整值对控制器进行时钟调整的同时，可以及时发送故障报警信号，从而提高了整体系统的可靠性。
3.无需特殊硬件，通用性强。本发明方法采用软件检测无需引入额外的特殊硬件，且该方法基于以太网总线控制技术和高精度时钟同步技术，实现该发明方法的技术难度小且技术发展成熟，系统实现的复杂度低，对控制器以及控制器内部MCU的参数没有特殊要求，通用性强。
附图说明
图1是本发明方法具体实施示例整体结构框图；
图2是本发明MCU内部时钟决策调整模块决策流程图；
图3是本发明MCU内部调整值记录模块数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，包括以下步骤：
MCU首先通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A和主时钟B进行时钟同步，分别计算出控制器本地时钟与主时钟A和主时钟B的时钟偏差，然后MCU进行决策选取出最优时钟，并用计算的控制器本地时钟与最优时钟的时钟偏差，调整控制器本地时钟使其与之同步，同时调整值记录模块存储本次调整的时钟偏差；
当监测计数器监测到控制器与控制网络内的主时钟A和主时钟B均无法时钟同步时，MCU读取调整值记录模块历史存储记录，并进行加权平均处理，MCU根据处理结果调整控制器本地时钟。
MCU内部时钟同步模块A、B通过控制器的网卡分别与分布式工业控制系统内的主时钟A、B进行时钟同步，将计算出的本地时钟与主时钟的时钟偏差传递给MCU内部时钟调整模块，同时时钟同步模块每完成一次时钟同步计算，则向监测计数器发送一个监测脉冲。
MCU内部监测计数器在MCU初始化成功且控制程序稳定运行后开始进行累加，当监测计数器接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B发送的监测脉冲后，计数值清零；当监测计数器计数值累加达到设定的阈值时，证明此时控制器无法与控制网络内的主时钟A和主时钟B进行时钟同步，监测计数器向时钟决策调整模块发送故障报警信号。
MCU内部时钟决策调整模块进行决策选取出最优的时钟偏差调整值调整本地时钟，具体流程为：首先检测是否接收到时钟同步模块A和时钟同步模块B传输的时钟偏差，如果只接收到某一时钟同步模块传输的时钟偏差，则选择该路传输的时钟偏差作为时钟偏差调整值调整本地时钟；如果同时接收到两个时钟同步模块传输的时钟偏差，则通过比较两者同步主时钟的时钟质量，选取与时钟质量较高的主时钟同步计算的时钟偏差作为时钟偏差调整值调整本地时钟；如果两个时钟同步模块传输的时钟偏差皆未接收到，则检测监测计数器是否发送故障报警信号，如果检测到故障报警信号则读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整本地时钟，否则退出本次时钟调整，不进行本地时钟修正。
MCU内部调整值记录模块存储每次调整本地时钟时的时钟偏差调整值，并且当控制器无法与外界主时钟进行时钟同步时，将存储的历史时钟偏差调整值记录传输给时钟决策调整模块调整本地时钟。具体流程如下，首先调整值记录模块存储记录每次时钟偏差调整值Toffset，i，并对存储的历史时钟偏差调整值计算加权平均数和标准差δoffset，其中越新的历史时钟偏差调整值在计算加权平均数时的权重越高；当调整值记录模块接收到新的时钟偏差调整值Toffset,new后，检查时钟偏差调整值Toffset,new是否在范围内，如果满足条件则存储新的时钟偏差调整值Toffset,new，丢弃历史时钟偏差调整值记录中最旧的时钟偏差调整值；当调整值记录模块接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟偏差调整值的加权平均数发送给时钟决策调整模块作为时钟偏差调整值调整本地时钟。
图1是为具体介绍本发明方法而构建的具体实施示例整体结构框图，首先选取控制网络内时钟质量等级最高的两个控制器A、B分别作为主时钟A、B；控制器C通过网卡A、B分别与实施示例网络内的控制器A、B进行时钟同步，控制器C内部MCU的时钟同步模块A、B分别计算出控制器C内部晶振时钟与控制器A、B时钟的时钟偏差，并将偏差值传递给MCU内部的时钟调整模块，同时时钟同步模块A、B每成功完成一次时钟同步计算，则向MCU内部的监测计数器发送一个监测脉冲；MCU内部监测计数器每接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B发送的监测脉冲后，清零当前计算值，当控制器C发生故障无法与控制器A和控制器B进行时钟同步后，MCU内部监测计数器计算值不断累加，当监测计数器计数值累加达到设定的阈值时，监测计数器向MCU内部时钟决策调整模块发送故障报警信号；MCU内部时钟决策调整模块检测到故障报警信号后，读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整控制器C的内部晶振时钟，如果时钟决策调整模块未检测到故障报警信号，则对时钟同步模块A、B计算出的时钟偏差进行决策，选取最优的时钟偏差调整值调整控制器C的内部晶振时钟，同时将决策的最优时钟偏差调整值传输给MCU内部调整值记录模块进行记录存储；MCU内部调整值记录模块接收到时钟决策调整模块传输的最优时钟偏差调整值后，与存储的历史时钟偏差调整值计算加权平均数进行比较，如果最优时钟偏差调整值在范围内，其中δoffset表示存储的历史时钟偏差调整值得标准差，则存储最优时钟偏差调整值，丢弃历史时钟偏差调整值记录中最旧的时钟偏差调整值，否则丢弃此次接收到的最优时钟偏差调整值。
图2为MCU内部时钟决策调整模块决策流程图。具体流程为：首先MCU内部时钟决策调整模块检测是否接收到时钟同步模块A计算出的时钟偏差A；如果检测到已经接收时钟偏差A，则继续判断是否接收到时钟同步模块B计算出的时钟偏差B，如果时钟决策调整模块未接收到时钟偏差B，说明此时控制器C只与控制器A进行时钟同步，选择时钟同步模块A计算出的时钟偏差A作为最优时钟偏差调整值调整控制器C的内部晶振时钟；如果时钟决策调整模块接收到时钟偏差B，则继续比较时钟偏差A和时钟偏差B中所同步主时钟的时钟质量等级，选择所同步主时钟的时钟质量等级最高者作为本次最优时钟偏差调整值；
如果未检测到时钟偏差A，则继续判断是否接收到时钟同步模块B计算出的时钟偏差B，如果时钟决策调整模块接收到时钟偏差B，说明此时控制器C只与控制器B进行时钟同步，选择时钟同步模块B计算出的时钟偏差B作为最优时钟偏差调整值调整控制器C的内部晶振时钟；如果时钟决策调整模块未接收到时钟偏差B，则继续检测是否接收到监测计数器发送的故障报警信号，如果时钟决策调整模块检测到监测计数器发送的故障报警信号，说明控制器C发生故障无法与控制网络内的控制器A、B进行时钟同步，此时时钟决策调整模块读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整控制器C的内部晶振时钟，如果未检测到监测计数器发送的故障报警信号，则表明此时控制系统网络内只是暂时发生拥塞，控制器C并未发生故障，放弃本次时钟偏差调整，等待下一次时钟偏差调整。
图3为MCU内部调整值记录模块数据处理流程图。具体流程为：MCU内部调整值记录模块接收到时钟决策调整模块传输的最优时钟偏差调整值后，首先根据公式计算存储的历史时钟偏差记录值的加权平均值，其中Toffset,i表示调整值记录模块存储的历史时钟偏差记录值中第i个历史时钟偏差记录值，N表示计算加权平均值时选取的历史时钟偏差记录值的数量，根据MCU的内部存储空间大小以及处理能力，本实例中N＝5；越新的历史时钟偏差调整值越能反映当前控制器C内部晶振时钟与控制网络内主时钟的时钟偏差，因此在计算加权平均数时其所占的权重越高；然后根据公式δoffset＞0计算存储的历史时钟偏差记录值的标准差δoffset，接下来检测最优时钟偏差调整值Toffset,new是否在/>范围内，如果满足条件则根据公式Toffset,i+1＝Toffset,i(i＝1,2,…,N-1)，Toffset,1＝Toffset,new存储新的时钟偏差调整值Toffset,new，并丢弃历史时钟偏差调整值记录中最旧的时钟偏差调整值Toffset,5，否则丢弃此次接收到的最优时钟偏差调整值Toffset,new；当调整值记录模块接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟偏差调整值的加权平均数/>发送给时钟决策调整模块作为时钟偏差调整值调整控制器C的内部晶振时钟。

Claims (10)

1.一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，其特征在于，包括以下步骤：
时钟同步模块A通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟A的时钟偏差；
时钟同步模块B通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟B进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟B的时钟偏差；
时钟决策调整模块根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步；当监测到控制器与控制网络内的主时钟A和主时钟B均无法时钟同步时，读取历史存储的时钟调整值，并进行加权平均处理，根据处理结果调整控制器本地时钟。
2.根据权利要求1所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，其特征在于，检测计数器接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B每完成一次时钟同步发送的监测脉冲后，清零当前计算值；当控制器发生故障无法与主时钟A和主时钟B进行时钟同步后，计数值不断累加，当计数值累加达到阈值时，向时钟决策调整模块发送故障报警信号。
3.根据权利要求1所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，其特征在于，时钟决策调整模块当检测到故障报警信号后，读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整控制器的内部晶振时钟。
4.根据权利要求1所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，其特征在于，所述根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步，具体流程为：
若只接收到某一时钟同步模块传输的时钟偏差，则选择与该时钟同步模块连接的时钟为最优时钟，该时钟同步模块输出的时钟偏差作为时钟调整值，调整本地时钟使其与最优时钟同步；
若同时接收到两个时钟同步模块传输的时钟偏差，则选取与时钟质量较高的主时钟作为最优时钟，与最优时钟连接的时钟同步模块输出的时钟偏差作为时钟调整值，调整本地时钟使其与最优时钟同步；
若两个时钟同步模块传输的时钟偏差皆未接收到，则检测监测计数器是否发送故障报警信号，如果检测到故障报警信号则读取调整值记录模块历史存储记录作为时钟调整值调整本地时钟，否则退出本次时钟调整，不进行本地时钟修正。
5.根据权利要求1所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法，其特征在于，调整值记录模块存储每次调整本地时钟时的时钟调整值，并且当控制器无法与外界主时钟进行时钟同步时，将存储的历史时钟调整值记录传输给时钟决策调整模块调整本地时钟；具体流程如下：
当接收到时钟调整值后，首先计算存储的历史时钟调整值的加权平均数和标准差，检查本次时钟调整值是否在设定范围内；如果是，则存储新的时钟偏差调整值，丢弃历史时钟调整值记录中最旧的时钟调整值；否则，丢弃本次时钟调整值；
当接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟调整值的加权平均数发送给时钟决策调整模块作为时钟调整值调整本地时钟。
6.一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，其特征在于，包括：
时钟同步模块A，用于通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟A进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟A的时钟偏差；
时钟同步模块B，用于通过控制器的网卡与控制网络内的主时钟B进行时钟同步，得出控制器本地时钟与主时钟B的时钟偏差；
时钟决策调整模块，用于根据时钟同步模块A和时钟同步模块B分别输出的时钟偏差进行决策选取出最优时钟，选择最优时钟对应的时钟偏差作为时钟调整值，调整控制器本地时钟使其与主时钟A和主时钟B中的最优时钟同步；当监测到控制器与控制网络内的主时钟A和主时钟B均无法时钟同步时，读取历史存储的时钟调整值，并进行加权平均处理，根据处理结果调整控制器本地时钟。
7.根据权利要求6所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，其特征在于，还包括检测计数器，用于接收到时钟同步模块A或者时钟同步模块B每完成一次时钟同步发送的监测脉冲后，清零当前计算值；当控制器发生故障无法与主时钟A和主时钟B进行时钟同步后，计数值不断累加，当计数值累加达到阈值时，向时钟决策调整模块发送故障报警信号。
8.根据权利要求6所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时系统，其特征在于，还包括调整值记录模块，用于存储每次调整本地时钟时的时钟调整值，并且当控制器无法与外界主时钟进行时钟同步时，将存储的历史时钟调整值记录传输给时钟决策调整模块调整本地时钟；具体流程如下：
当接收到时钟调整值后，首先计算存储的历史时钟调整值的加权平均数和标准差，检查本次时钟调整值是否在设定范围内；如果是，则存储新的时钟偏差调整值，丢弃历史时钟调整值记录中最旧的时钟调整值；否则，丢弃本次时钟调整值；
当接收到时钟决策调整模块发送的读取历史存储记录请求后，将存储的历史时钟调整值的加权平均数发送给时钟决策调整模块作为时钟调整值调整本地时钟。
9.一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时装置，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-5任一项所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一项所述的一种面向多控制器协同应用的高可靠性守时方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010025656A1 (zh) * 2008-09-02 2010-03-11 中兴通讯股份有限公司 一种多核系统的时间同步方法及系统
CN102013970A (zh) * 2010-12-23 2011-04-13 北京北方烽火科技有限公司 时钟同步方法、装置及基站时钟设备
CN104731677A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 中国科学院沈阳自动化研究所 安全仪表变送器外部sram高可靠性存储与诊断方法
CN106100781A (zh) * 2016-05-20 2016-11-09 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于e1通道的时钟跟踪方法及系统
CN107147465A (zh) * 2017-06-30 2017-09-08 西安微电子技术研究所 一种面向时间触发网络的交换机时钟同步控制器及控制方法
CN109150358A (zh) * 2018-08-16 2019-01-04 中国科学院声学研究所 一种分布式时钟同步方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010025656A1 (zh) * 2008-09-02 2010-03-11 中兴通讯股份有限公司 一种多核系统的时间同步方法及系统
CN102013970A (zh) * 2010-12-23 2011-04-13 北京北方烽火科技有限公司 时钟同步方法、装置及基站时钟设备
CN104731677A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 中国科学院沈阳自动化研究所 安全仪表变送器外部sram高可靠性存储与诊断方法
CN106100781A (zh) * 2016-05-20 2016-11-09 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 基于e1通道的时钟跟踪方法及系统
CN107147465A (zh) * 2017-06-30 2017-09-08 西安微电子技术研究所 一种面向时间触发网络的交换机时钟同步控制器及控制方法
CN109150358A (zh) * 2018-08-16 2019-01-04 中国科学院声学研究所 一种分布式时钟同步方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EPA网络控制系统时钟同步主时钟控制算法研究;王;王平;向敏;;系统仿真学报;20090105(第01期);全文 *
基于IEEE1588的时钟同步算法软件实现;刘明哲;徐皑冬;赵伟;;仪器仪表学报;20060615(第S3期);全文 *

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