JP3902592B2 - リアルタイム処理用の分散型システムのノードの同期方法及び同期ユニット - Google Patents
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Description
メッセージフォーマットは、TDMAラウンドのスタティック部又はダイナミック部間に送信される全てのメッセージついて同一である。各メッセージはつぎのフィールドを有している。
ID: 識別子。10ビット。レンジ1、、、、1023。スタティック部のスロット位置とダイナミック部でのメッセージの優先順位を定義する。各識別子は、システムにおいて一回だけ利用するのが望ましい。
MUX:マルチプレックスフィールド。1ビット。ノードが同一でIdが異なったメッセージを送信することを可能とする。
SYNC: 同期フィールド。1ビット。メッセージがクロック同期に用いられるかどうかを示す。
LEN: 長さフィールド。4ビット。用いられたデータバイトの数(0…12)を示す。
D00…D11: データバイト。0-12バイト。
CRC: 16ビット(又は15ビット)。周期的冗長度チェック。
・ ラウンド(k0+1):全ての目印付された同期メッセージに対してノードjで全てのc(i,j,k0+1,)を集合。
・ ラウンド(k0+1)の最後で、スロットiに対するノードjでのオフセット入力は、
of(i,j,k0+1) = c(i,j,k0+1)
・ レート差は、
st(i,j,k0+1) = c(i,j,k0+1) - c(i,j,k0)
・ 各新ラウンド(k0+2)に対して、新オフセット値o(j, k0+2)及び新レート補正値d(j, k0+2)を以下の式に従って一般化。
d(j,k0+2) = FT(st(i,j,k0+1)) +d(j,k0)
・ 次のサイクルの始めにクロックをo(j, k0+2)だけ調整。
・ ラウンド(k0 +2)及びラウンド(k0 +3)に対してd(j,k0+2)だけ連続的にクロック周波数を調整。
2 局所クロック
3 通信リンク
4 バスガーディアン
5 ドライバ
6 メモリ
Claims (27)
- リアルタイム処理用の分散型システムのノード(1)の同期方法において、
該分散型システムのノード(1)は、タイムトリガープロトコルによる通信リンク(3)によって相互接続され、ノード(1)の各々は局所クロック(2)とメッセージが他のノード(1)から受信された時を示す情報を含み、少なくとも全てのノード(1)のサブセットから構成される各ノード(1)は、自己の局所クロック(2)と同期させるために、
(a) 他のノード(1)からのメッセージを受信する受信工程と、
(b) 前記サブセットに属する他の全てのノード(1)と自己の局所クロック(2)の間の1組の時間ずれを決める工程であって、時間ずれは、受信メッセージの予測受信時点と自己の局所クロック(2)の時間に基づいて観測された実際の受信時点との差を測定することによって決定する時間ずれ決定工程と、
(c) 前記サブセットの他の各ノード(1)から受信した2つの連続したメッセージに基づいて、自己の局所クロック(2)と前記ノード(1)のサブセットに属する他の全てのノード(1)との間の一組のクロックレートのずれを決定するクロックレートずれ決定工程と、
(d) 前記決定された一組の時間ずれに基づいてオフセット補正値を計算し、前記決定された一組のクロックレートずれに基づいてクロックレート補正値を計算する計算工程と、
(e) 前記オフセット補正値並びに前記クロックレート補正値に基づいて前記局所クロックを調整する調整工程と、を実行することを特徴とする同期方法。 - 前記時間ずれ決定工程(b)は、第1組の時間ずれ及び第2組の時間ずれを決定し、
前記第クロックずれ決定工程(c)は、前記第1組の時間ずれ及び第2組の時間ずれに対応する時間ずれ間の差を計算することによって前記一組のクロックレートずれを決定することを特徴とする請求項1に記載の同期方法。 - 前記計算工程(d)は、前記第2組の時間ずれに基づいてオフセット補正値を計算することを特徴とする請求項2に記載の同期方法。
- 前記クロックずれ決定工程(c)は、予測された時間間隔と観測された時間間隔との間の差を測定することによってクロックレートずれを決定し、前記予測された時間間隔は、特定のノードにおいて連続して受信されたメッセージの予測された時点間の時間間隔であり、前記予測された時間間隔は、自己の局所クロック(2)の時間に基づいて観測されたメッセージの実際の受信時点間の時間間隔である、ことを特徴とする請求項1に記載の同期方法。
- 前記クロックずれ決定工程(c)は、次の工程、すなわち
(c1) 自己の局所クロック(2)の時間に基づいて前記サブセット中の特定のノードに対して連続して受信されたメッセージの実際の受信時点間の時間間隔をカウントする工程と、
(c2) 特定のノード(1)に対するカウントされた時間間隔と、特定のノード(1)に対するメッセージの予測された受信時点に基づく予測時間間隔との間のクロックレート差を計算する工程
を実行することによって前記一組のクロックレートずれの各クロックレートずれを決定することを特徴とする請求項4記載の同期方法。 - 前記分散型システムは、タイムトリガーシステムであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の同期方法。
- 前記ノード(1)に含まれた前記情報は、前記分散型システムの各ノード(1)に対して、特定のノード(1)が前記通信リンク(3)上にメッセージを送ること可能な一定のタイムスロットを定義することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の同期方法。
- 前記ノード(1)に含まれた情報は、所定の時間間隔内での前記通信リンク(3)に対する各ノード(1)の一回のアクセスを定義することを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の同期方法。
- 前記分散型システムにおけるノード(1)の前記通信リンク(3)に対する同一の所定の一時的アクセスパターンを有する時間間隔が連続的に繰返されることを特徴とする請求項8に記載の同期方法。
- 各ノード(1)は、前記所定のアクセスパターンに従って前記通信リンク(3)に対してアクセスしたとき自己のメッセージを送信することを特徴とする請求項8又は9に記載の同期方法。
- 前記計算工程(d)は、前記一組の決定されたクロックレートずれ中の2つのクロックレートずれに基づいて前記クロックレート補正値を計算することを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の同期方法。
- 互いに最大差を有する2つのクロックが選択されることを特徴とする請求項11に記載の同期方法。
- 前記計算工程(d)は、現在適用されるクロックレート補正値を新たに計算されたクロックレート補正値とともに増加させることによって前記クロックレート補正値を計算することを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の同期方法。
- 前記計算されたクロックレート補正値を減らすことを特徴とする請求項1乃至13の何れかに記載の同期方法。
- 前記オフセット補正値及び前記クロックレート補正値に基づいて前記局所クロック(2)を調整する調整工程(e)は、各々所定の時間間隔内での前記通信リンク(3)に対する各ノード(1)の一回のアクセスを定義する所定の数の時間間隔の後に、両補正値について実行されることを特徴とする請求項1乃至14の何れかに記載の同期方法。
- 請求項1乃至15に記載の同期方法を実行するように構成されたコード手段を備えたコンピュータプログラム。
- リアルタイム処理用の分散型システムのノード(1)の同期ユニットにおいて、
該分散型システムのノード(1)は、タイムトリガープロトコルによる通信リンク(3)によって相互接続され、前記同期ユニットは、
局所クロック(2)と、
受信メッセージの予測受信時点と自己の局所クロック(2)との時間に基づいて観測された実際の受信時点との差を測定することによって、自己の局所クロック(2)と他のノード(1)との間の一組の時間ずれを決定し、他の各ノード(1)から受信した2つの連続したメッセージに基づいて、自己の局所クロック(2)と他の全てのノード(1)との間の一組のクロックレートのずれを決定するずれ検出器と、
前記決定された一組の時間ずれに基づいてオフセット補正値を計算し、前記決定されたクロックレートずれに基づいてクロックレート補正値を計算する補正値計算ユニットと、
前記オフセット補正値並びに前記クロックレート補正値に基づいて前記局所クロックを調整する調整ユニットと、
を備えたことを特徴とする同期ユニット。 - 前記ずれ検出器は第1組の時間ずれ及び第2組の時間ずれを決定し、前記第1組の時間ずれ及び第2組の時間ずれに対応する時間ずれ間の差を計算することによって前記一組のクロックレートずれを決定するように構成されていることを特徴とする請求項17に記載の同期ユニット。
- 前記補正値計算ユニットは、前記第2組の時間ずれに基づいてオフセット補正値を計算することを特徴とする請求項18に記載の同期ユニット。
- 前記ずれ検出器は、予測された時間間隔と観測された時間間隔との間の差を測定することによってクロックレートずれを決定し、前記予測された時間間隔は、特定のノードにおいて連続して受信されたメッセージの予測された時点間の時間間隔であり、前記予測された時間間隔は、自己の局所クロック(2)の時間に基づいて観測されたメッセージの実際の受信時点間の時間間隔である、ことを特徴とする請求項17に記載の同期ユニット。
- 前記ずれ検出器は、自己の局所クロック(2)の時刻に基づいて特定のノードに対して連続して受信されたメッセージの実際の受信時点間の時間間隔をカウントするカウンタを備えたことを特徴とする請求項20に記載の同期ユニット。
- 前記メモリは、前記分散型システムの各ノード(1)に対して、特定のノード(1)が前記通信リンク(3)上にメッセージを送ることを可能とする一定の一時的アクセスパターンを定義する情報を記憶することを特徴とする請求項17乃至21のいずれかに記載の同期ユニット。
- 前記ノード(1)に含まれた情報は、所定の時間間隔内での前記通信リンク(3)に対する各ノード(1)の一回のアクセスを定義することを特徴とする請求項17乃至22の何れかに記載の同期ユニット。
- 各ノード(1)は、前記所定のアクセスパターンに従って前記通信リンク(3)に対してアクセスしたとき自己のメッセージを送信する送信器をさらに備えたことを特徴とする請求項17乃至23に記載の同期ユニット。
- 前記局所クロックと他のクロックとの間に決定された時間ずれを記憶するずれメモリをさらに備えたことを特徴とする請求項17乃至24の何れかに記載の同期ユニット。
- 前記メモリは2組の時間ずれを記憶するように構成されていることを特徴とする請求項25に記載の同期ユニット。
- 前記補正値計算ユニットによって与えられたクロックレート補正値を変更し、該変更したクロックレート補正値を前記調整ユニットに送るドリフト保護手段を更に備えたことを特徴とする請求項17乃至26に記載の同期ユニット。
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