JP6079442B2 - Time synchronization apparatus, time synchronization system, and time synchronization method - Google Patents

Time synchronization apparatus, time synchronization system, and time synchronization method Download PDF

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Description

ネットワークで接続された装置の時刻同期に関する。   The present invention relates to time synchronization of devices connected via a network.

ネットワークで接続された複数の機器が連携して動作するようなシステムにおいては、複数の機器の制御タイミングをあわせるために、各機器の時刻を一致させることが必要である。例えば、資材を搬送中に切断するシステムにおいて、資材を搬送するタイミングと資材を切断するタイミングが一致していると、搬送中であっても資材を正しい位置で切断できる。しかし、資材を搬送するタイミングと資材を切断するタイミングがずれていると、資材を誤った位置で切断することになってしまう。複数の機器の持つ時刻を一致させることを時刻同期と呼ぶ。   In a system in which a plurality of devices connected via a network operate in cooperation, it is necessary to match the times of the devices in order to match the control timings of the plurality of devices. For example, in a system for cutting a material while it is being transported, if the timing for transporting the material matches the timing for cutting the material, the material can be cut at the correct position even during transport. However, if the timing for conveying the material and the timing for cutting the material are different, the material will be cut at an incorrect position. Matching the times of a plurality of devices is called time synchronization.

時刻同期の方法として、次の方法がある。基準となる時刻である基準時刻を持つ機器(以下、タイムマスタと称す)が基準時刻を配信する。タイムマスタ以外の機器(以下、タイムスレーブと称す)は、タイムマスタから配信された基準時刻を受信したタイミングで、配信された基準時刻から伝搬遅延時間分、経過した時刻を自身の時刻として設定する。タイムスレーブは時刻同期装置である。   There are the following methods for time synchronization. A device having a reference time that is a reference time (hereinafter referred to as a time master) distributes the reference time. A device other than the time master (hereinafter referred to as a time slave) sets the time that has passed the propagation delay time from the distributed reference time as its own time at the timing of receiving the reference time distributed from the time master. . The time slave is a time synchronizer.

しかし、タイムマスタが1台しか存在しない場合、タイムマスタに異常が発生すると、すべてのタイムスレーブの時刻が狂い、システムとして正しく動作できなくなってしまう。そこで、複数のタイムマスタから1台を選択し、選択したタイムマスタから配信される基準時刻に基づいて、タイムスレーブの時刻を設定する技術がある。タイムスレーブは、自身の持つ時刻と選択したタイムマスタから配信された基準時刻の時刻差を算出する。時刻差が前回時刻を設定したときより増加し、所定値を越えた場合、他のタイムマスタを選択し、その時刻を設定する。(下記特許文献1参照)   However, when there is only one time master, when an abnormality occurs in the time master, the time of all the time slaves is incorrect, and the system cannot operate correctly. Therefore, there is a technique for selecting one of a plurality of time masters and setting the time slave time based on a reference time distributed from the selected time master. The time slave calculates the time difference between its own time and the reference time distributed from the selected time master. When the time difference increases from when the previous time is set and exceeds a predetermined value, another time master is selected and the time is set. (See Patent Document 1 below)

特開2007−178363号公報JP 2007-178363 A

しかしながら、タイムスレーブがタイムマスタから配信された基準時刻を受信するタイミングは、温度条件の違いや中継処理の待ち合わせなどにより伝搬遅延時間が揺らぎ、意図したタイミングからずれる場合がある。その結果、タイムスレーブは誤差を含む時刻を設定してしまうという問題点があった。   However, the timing at which the time slave receives the reference time distributed from the time master may deviate from the intended timing because the propagation delay time fluctuates due to a difference in temperature conditions or waiting for relay processing. As a result, the time slave has a problem of setting a time including an error.

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、基準時刻の伝搬遅延時間が揺らいだ場合でも、より正確な時刻を設定できる時刻同期装置を得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a time synchronizer capable of setting a more accurate time even when the propagation delay time of the reference time fluctuates.

この発明の時刻同期装置は、基準となる時刻を示す基準時刻を送信する複数のタイムマスタ装置のうち対応するタイムマスタ装置から送信される基準時刻とタイムマスタ装置からの伝播遅延時間とに基づいて、対応するタイムマスタ装置の推定時刻を算出する複数の推定時刻算出部と、複数の推定時刻算出部が算出した複数の推定時刻に基づいて、現在の時刻を示す現在時刻を算出する現在時刻算出部と、を備え、推定時刻算出部は、タイムマスタ装置に同期して値を更新する推定時刻カウンタを保持し、基準時刻と伝播遅延時間とに基づいて推定時刻カウンタの値を算出して出力し、現在時刻算出部は、タイムマスタ装置に同期して値を更新する現在時刻カウンタを保持し、複数の推定時刻算出部から入力される複数の推定時刻カウンタの値に基づいて現在時刻カウンタの値を算出し、現在時刻カウンタの値から現在時刻を算出する。
The time synchronizer according to the present invention is based on a reference time transmitted from a corresponding time master device among a plurality of time master devices transmitting a reference time indicating a reference time and a propagation delay time from the time master device. A current time calculation that calculates a current time indicating a current time based on a plurality of estimated time calculation units that calculate an estimated time of a corresponding time master device and a plurality of estimated times calculated by the plurality of estimated time calculation units The estimated time calculation unit holds an estimated time counter that updates the value in synchronization with the time master device, and calculates and outputs the value of the estimated time counter based on the reference time and the propagation delay time The current time calculation unit holds a current time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and a plurality of estimated time counters input from the plurality of estimated time calculation units. Calculating the value of the current time counter based on the calculated current time from the value of the current time counter.

本発明によれば、時刻同期装置は、基準時刻の伝搬遅延時間が揺らいだ場合でも、より正確な時刻を設定することができる。   According to the present invention, the time synchronization apparatus can set a more accurate time even when the propagation delay time of the reference time fluctuates.

実施の形態1に係るタイムスレーブの構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a time slave according to the first embodiment. 実施の形態1に係るタイムマスタの構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a time master according to the first embodiment. 実施の形態1に係る基準時刻通知フレームの構成の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a reference time notification frame according to Embodiment 1. 実施の形態1に係るタイムマスタの基準時刻計数部及び送信部の処理の流れを示すフローチャート。6 is a flowchart showing a flow of processing of a reference time counting unit and a transmission unit of the time master according to the first embodiment. 実施の形態1に係るタイムスレーブの受信部、推定時刻算出部、及び現在時刻算出部の処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a processing flow of a time slave receiving unit, an estimated time calculating unit, and a current time calculating unit according to the first embodiment. 実施の形態2に係るタイムスレーブの受信部、推定時刻算出部、及び現在時刻算出部の処理の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a processing flow of a receiving unit, an estimated time calculating unit, and a current time calculating unit of a time slave according to the second embodiment. 実施の形態3に係るタイムスレーブの受信部、推定時刻算出部、及び現在時刻算出部の処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a processing flow of a time slave receiving unit, an estimated time calculating unit, and a current time calculating unit according to the third embodiment.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るタイムスレーブ11の構成を示すブロック図である。タイムスレーブ11は、N台のタイムマスタ12a〜nと接続されている。タイムマスタ12a〜nはN台としたが、3台以上であれば何台でもよい。タイムスレーブ11は1台としたが、複数台としてもよい。タイムスレーブ11はタイムマスタ12a〜nから通知される基準時刻に同期する時刻同期装置である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a time slave 11 according to the first embodiment. The time slave 11 is connected to N time masters 12a to 12n. Although the number of time masters 12a to 12n is N, any number may be used as long as there are three or more. Although one time slave 11 is used, a plurality of time slaves may be used. The time slave 11 is a time synchronization device that synchronizes with a reference time notified from the time masters 12a to 12n.

タイムスレーブ11は、受信部13、推定時刻算出部14a〜n、及び現在時刻算出部15から構成される。受信部13は、タイムマスタ12a〜nから送信される基準時刻を受信する。推定時刻算出部14a〜nは、N台のタイムマスタ12a〜nそれぞれに対応し、N個存在する。受信部13は、タイムマスタ12a〜nから受信した基準時刻をタイムマスタ12a〜nに対応する推定時刻算出部14a〜nに通知する。推定時刻算出部14a〜nは、それぞれタイムマスタ12a〜nの基準時刻から推定時刻を算出し、現在時刻算出部15に通知する。現在時刻算出部15は、推定時刻算出部14a〜nから通知された推定時刻に基づいて現在時刻を算出する。   The time slave 11 includes a receiving unit 13, estimated time calculating units 14a to 14n, and a current time calculating unit 15. The receiving unit 13 receives the reference time transmitted from the time masters 12a to 12n. There are N estimated time calculation units 14a to 14n corresponding to each of the N time masters 12a to 12n. The receiving unit 13 notifies the reference time received from the time masters 12a to 12n to the estimated time calculating units 14a to 14n corresponding to the time masters 12a to 12n. The estimated time calculating units 14a to 14n calculate estimated times from the reference times of the time masters 12a to 12n, respectively, and notify the current time calculating unit 15 of the estimated times. The current time calculation unit 15 calculates the current time based on the estimated time notified from the estimated time calculation units 14a to 14n.

タイムマスタを3台以上とするのは、次の理由からである。例えばタイムマスタ12aが故障しているのか否かは、他のタイムマスタ12b〜nから送信される基準時刻とタイムマスタ12aから送信される基準時刻とを比較することにより判定する。このとき、3台以上あれば多数決で判定することができるからである。   The reason why there are three or more time masters is as follows. For example, whether or not the time master 12a is out of order is determined by comparing the reference time transmitted from the other time masters 12b to 12n with the reference time transmitted from the time master 12a. This is because, if there are three or more, it can be determined by majority vote.

タイムスレーブ11及びタイムマスタ12a〜nは、同じ周波数のクロックを保持している。推定時刻算出部14a〜nは、推定時刻カウンタSa〜nを保持している。推定時刻算出部14a〜nは、クロックの周期にあわせて推定時刻カウンタSa〜nの値を増加させている。また、現在時刻算出部15は、現在時刻カウンタを保持している。現在時刻算出部15も、クロックの周期にあわせて現在時刻カウンタの値を増加させている。よって、推定時刻カウンタSa〜nと現在時刻カウンタは、タイムマスタ12a〜nに同期して値を更新している。   The time slave 11 and the time masters 12a to 12n hold clocks having the same frequency. The estimated time calculation units 14a to 14n hold estimated time counters Sa to n. The estimated time calculation units 14a to 14n increase the values of the estimated time counters Sa to n in accordance with the clock cycle. The current time calculation unit 15 holds a current time counter. The current time calculation unit 15 also increases the value of the current time counter in accordance with the clock cycle. Therefore, the estimated time counters Sa to n and the current time counter update values in synchronization with the time masters 12 a to 12 n.

タイムスレーブ11の推定時刻算出部14a〜nは、それぞれ対応するタイムマスタ12a〜nからタイムスレーブ11までの伝搬遅延時間Ta〜Tnを保持しているものとする。伝搬遅延時間Ta〜Tnは、複数回測定した値から求めた平均値でもよい。推定時刻算出部14a〜nは、タイムスレーブ11の起動時に伝播遅延時間の値を設定するようにしてもよいし、タイムスレーブ11の起動中に定期的又は不定期で伝搬遅延時間を測定し、すでに保持している値との平均値を求めるようにしてもよい。   The estimated time calculation units 14a to 14n of the time slave 11 are assumed to hold propagation delay times Ta to Tn from the corresponding time masters 12a to 12n to the time slave 11, respectively. The propagation delay times Ta to Tn may be average values obtained from values measured a plurality of times. The estimated time calculation units 14a to 14n may set the value of the propagation delay time when the time slave 11 is activated, measure the propagation delay time periodically or irregularly while the time slave 11 is activated, You may make it obtain | require an average value with the value already hold | maintained.

タイムマスタ12a〜nの構成について、タイムマスタ12aを例として説明する。
図2は、実施の形態1に係るタイムマスタ12aの構成を示すブロック図である。タイムマスタ12aは、基準時刻計数部21及び送信部22から構成される。基準時刻計数部21は、基準時刻カウンタKaを保持している。基準時刻計数部21は、タイムマスタ12aが保持するクロックの周期にあわせて基準時刻カウンタKaの値を増加させていく。基準時刻計数部21は基準時刻カウンタKaを参照し、基準時刻として基準時刻カウンタKaの値を送信部22に通知する。送信部22は、通知された基準時刻カウンタKaの値をタイムスレーブ11にブロードキャストで送信する。
The configuration of the time masters 12a to 12n will be described using the time master 12a as an example.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the time master 12a according to the first embodiment. The time master 12 a includes a reference time counting unit 21 and a transmission unit 22. The reference time counting unit 21 holds a reference time counter Ka. The reference time counting unit 21 increases the value of the reference time counter Ka in accordance with the clock cycle held by the time master 12a. The reference time counting unit 21 refers to the reference time counter Ka and notifies the transmission unit 22 of the value of the reference time counter Ka as the reference time. The transmission unit 22 transmits the notified value of the reference time counter Ka to the time slave 11 by broadcast.

図3は、実施の形態1に係る基準時刻通知フレーム31の構成の一例を示す図である。タイムマスタ12aから通知される場合を例として説明する。基準時刻通知フレーム31は、宛先アドレス、送信元アドレス、長さ/タイプ、データ、エラー検出符号から構成される。宛先アドレスには、ブロードキャストアドレスが設定される。送信元アドレスには、基準時刻通知フレーム31の送信元であるタイムマスタ12aを示すアドレスが設定される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the reference time notification frame 31 according to the first embodiment. A case where notification is made from the time master 12a will be described as an example. The reference time notification frame 31 includes a destination address, a transmission source address, a length / type, data, and an error detection code. A broadcast address is set as the destination address. In the transmission source address, an address indicating the time master 12a that is the transmission source of the reference time notification frame 31 is set.

長さ/タイプには、データの長さとデータの種類を識別する値が設定される。データには、データ種別、及び基準時刻が設定される。データ種別はデータの種類を示す識別子である。この場合、基準時刻通知フレーム31であることを示す識別子が設定される。基準時刻にはタイムマスタ12aの基準時刻カウンタKaの値が設定される。エラー検出符号は、通信中に誤りが発生していないか検出するための符号である。   In the length / type, a value for identifying the data length and the data type is set. A data type and a reference time are set in the data. The data type is an identifier indicating the type of data. In this case, an identifier indicating the reference time notification frame 31 is set. The value of the reference time counter Ka of the time master 12a is set as the reference time. The error detection code is a code for detecting whether an error has occurred during communication.

次に、タイムマスタ12a〜nの動作について、タイムマスタ12aを例として説明する。   Next, the operation of the time masters 12a to 12n will be described using the time master 12a as an example.

図4は、実施の形態1に係るタイムマスタ12aの基準時刻計数部21及び送信部22の処理の流れを示すフローチャートである。タイムマスタ12aは、定期的又は不定期で図4に示す処理を実施する。定期的に実施するのは、例えば、基準時刻カウンタKaの値が前回基準時刻カウンタKaの値を送信したときよりM増加した場合である。Mは1以上の整数とする。また、不定期に実施するのは、例えば、ネットワークにタイムスレーブ装置が新たに追加され、ユーザがタイムマスタ12aに基準時刻を送信するようにトリガをかけた場合である。タイムマスタ12aは、ステップS41より処理を開始する。   FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of the reference time counting unit 21 and the transmission unit 22 of the time master 12a according to the first embodiment. The time master 12a performs the process shown in FIG. 4 regularly or irregularly. For example, when the value of the reference time counter Ka is increased by M from the time when the value of the reference time counter Ka is transmitted last time, the regular time counter Ka is executed. M is an integer of 1 or more. Also, it is performed irregularly, for example, when a time slave device is newly added to the network and the user triggers to transmit the reference time to the time master 12a. The time master 12a starts processing from step S41.

ステップS41において、基準時刻計数部21は、基準時刻カウンタKaを参照し、基準時刻カウンタKaの値xを送信部22へ通知する。処理はステップS42へ進む。   In step S41, the reference time counting unit 21 refers to the reference time counter Ka and notifies the value x of the reference time counter Ka to the transmission unit 22. The process proceeds to step S42.

ステップS42において、送信部22は、基準時刻カウンタKaの値xを含む基準時刻通知フレーム31を生成し、タイムスレーブ11にブロードキャストで送信し、処理を終了する。   In step S42, the transmission unit 22 generates a reference time notification frame 31 including the value x of the reference time counter Ka, broadcasts it to the time slave 11, and ends the process.

次に、タイムスレーブ11の動作について説明する。タイムマスタ12aから基準時刻通知フレーム31が送信された場合を例とする。   Next, the operation of the time slave 11 will be described. The case where the reference time notification frame 31 is transmitted from the time master 12a is taken as an example.

図5は、実施の形態1に係るタイムスレーブ11の受信部13、推定時刻算出部14a、及び現在時刻算出部15の処理の流れを示すフローチャートである。タイムスレーブ11は、タイムマスタ12aからブロードキャストで送信された基準時刻通知フレーム31を受信すると、ステップS51より処理を開始する。   FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of the receiving unit 13, the estimated time calculating unit 14a, and the current time calculating unit 15 of the time slave 11 according to the first embodiment. When the time slave 11 receives the reference time notification frame 31 transmitted by broadcast from the time master 12a, the time slave 11 starts processing from step S51.

ステップS51において、受信部13は、タイムマスタ12aから基準時刻通知フレーム31を受信する。受信部13は、あらかじめタイムマスタ12a〜nのアドレス情報を保持し、推定時刻算出部14a〜nとの対応付けを保存しているものとする。受信部13は、基準時刻通知フレーム31の送信元アドレスを参照し、タイムマスタ12aのアドレス情報と一致するため、推定時刻算出部14aへ基準時刻カウンタKaの値xを通知する。処理はステップS52へ進む。   In step S51, the receiving unit 13 receives the reference time notification frame 31 from the time master 12a. It is assumed that the reception unit 13 holds address information of the time masters 12a to 12n in advance and stores associations with the estimated time calculation units 14a to 14n. The receiving unit 13 refers to the transmission source address of the reference time notification frame 31 and notifies the estimated time calculation unit 14a of the value x of the reference time counter Ka because it matches the address information of the time master 12a. The process proceeds to step S52.

ステップS52において、推定時刻算出部14aは、基準時刻カウンタKaの値xが通知されると、推定時刻として推定時刻カウンタSaの値を算出する。推定時刻算出部14aは、タイムマスタ12aからタイムスレーブ11までの伝搬遅延時間Taに対応するカウンタ値αを基準時刻カウンタKaの値xに加算し、推定時刻カウンタSaの値x+αを算出する。推定時刻算出部14aは、伝搬遅延時間Taに対応するカウンタ値αを保持しているものとする。なお、推定時刻算出部14aは、伝搬遅延時間Taから対応するカウンタ値αを算出してもよい。推定時刻算出部14aは、推定時刻カウンタSaの値x+αを現在時刻算出部15に通知する。処理はステップS53へ進む。   In step S52, when the value x of the reference time counter Ka is notified, the estimated time calculation unit 14a calculates the value of the estimated time counter Sa as the estimated time. The estimated time calculation unit 14a adds the counter value α corresponding to the propagation delay time Ta from the time master 12a to the time slave 11 to the value x of the reference time counter Ka to calculate the value x + α of the estimated time counter Sa. It is assumed that the estimated time calculation unit 14a holds a counter value α corresponding to the propagation delay time Ta. The estimated time calculation unit 14a may calculate a corresponding counter value α from the propagation delay time Ta. The estimated time calculation unit 14a notifies the current time calculation unit 15 of the value x + α of the estimated time counter Sa. The process proceeds to step S53.

ステップS53において、現在時刻算出部15は、推定時刻算出部14aから推定時刻カウンタSaの値を受信する。図示していないが、現在時刻算出部15は、他の推定時刻算出部14b〜nからも推定時刻カウンタSb〜nの値を受信する。現在時刻算出部15は、推定時刻カウンタSa〜nの値から平均値を算出する。   In step S53, the current time calculation unit 15 receives the value of the estimated time counter Sa from the estimated time calculation unit 14a. Although not shown, the current time calculation unit 15 receives the values of the estimated time counters Sb to n from the other estimated time calculation units 14b to 14n. The current time calculation unit 15 calculates an average value from the values of the estimated time counters Sa to n.

現在時刻算出部15が推定時刻カウンタSa〜nの平均値を算出するタイミングは特に限定しない。例えば、受信部13がタイムマスタ12a〜nから同じ周期で基準時刻カウンタの値を受信する場合、現在時刻算出部15は、新たな推定時刻カウンタSa〜nの値をすべて受信したタイミングで平均値を算出してもよい。また、新たな推定時刻カウンタa〜nのいずれかの値を受信したタイミングで、すでに算出した平均値を用いて新たな平均値を算出するようにしてもよい。   The timing at which the current time calculation unit 15 calculates the average value of the estimated time counters Sa to n is not particularly limited. For example, when the receiving unit 13 receives the value of the reference time counter from the time masters 12a to 12n in the same cycle, the current time calculating unit 15 calculates the average value at the timing when all the values of the new estimated time counters Sa to n are received. May be calculated. Alternatively, a new average value may be calculated using the already calculated average value at a timing when any one of the new estimated time counters a to n is received.

現在時刻算出部15は、算出した推定時刻カウンタSa〜nの平均値を現在時刻カウンタの値とし、設定する。処理は、ステップS54へ進む。   The current time calculation unit 15 sets the calculated average value of the estimated time counters Sa to n as the value of the current time counter. The process proceeds to step S54.

ステップS54において、現在時刻算出部15は、現在時刻カウンタの値から現在時刻を算出する。例えば、現在時刻算出部15は、数式1により現在時刻を算出する。z、wは0以上の整数とする。また、現在の現在時刻カウンタの値はzとする。処理は終了する。   In step S54, the current time calculation unit 15 calculates the current time from the value of the current time counter. For example, the current time calculation unit 15 calculates the current time according to Equation 1. z and w are integers of 0 or more. The current current time counter value is z. The process ends.

Figure 0006079442
Figure 0006079442

なお、本実施の形態において、タイムマスタ12a〜nは基準時刻通知フレーム31をブロードキャストでタイムスレーブ11に送信するようにしたが、ユニキャストで送信するようにしてもよい。また、複数台のタイムスレーブ11が接続されている場合、タイムマスタ12a〜nは基準時刻通知フレーム31をマルチキャストでタイムスレーブ11に送信するようにしてもよい。   In this embodiment, the time masters 12a to 12n transmit the reference time notification frame 31 to the time slave 11 by broadcast, but may transmit by unicast. When a plurality of time slaves 11 are connected, the time masters 12a to 12n may transmit the reference time notification frame 31 to the time slave 11 by multicast.

また、本実施の形態において、推定時刻算出部14a〜nは、タイムマスタ12a〜nと1対1に対応するようにしたが、推定時刻算出部14a〜nが複数のタイムマスタに対応するようにしてもよい。   In the present embodiment, the estimated time calculation units 14a to 14n correspond to the time masters 12a to 12n one-on-one, but the estimated time calculation units 14a to 14n correspond to a plurality of time masters. It may be.

したがって、本実施の形態では、推定時刻算出部14a〜nは、基準となる時刻を示す基準時刻を送信するタイムマスタ12a〜nのうち対応するタイムマスタから送信される基準時刻とタイムマスタからの伝播遅延時間とに基づいて、対応するタイムマスタの推定時刻を算出し、現在時刻算出部15は、複数の推定時刻算出部14a〜nが算出した複数の推定時刻に基づいて、現在の時刻を示す現在時刻を算出しているので、基準時刻の伝搬遅延時間が揺らいだ場合でも、より正確な時刻を設定することができる。   Therefore, in the present embodiment, the estimated time calculation units 14a to 14n transmit the reference time transmitted from the corresponding time master among the time masters 12a to 12n that transmit the reference time indicating the reference time and the time master. The estimated time of the corresponding time master is calculated based on the propagation delay time, and the current time calculating unit 15 calculates the current time based on the plurality of estimated times calculated by the estimated time calculating units 14a to 14n. Since the current time shown is calculated, a more accurate time can be set even when the propagation delay time of the reference time fluctuates.

よって、例えばFA(Factory Automation)の分野の複数の機器が連携して動作するようなシステムにも本実施の形態を適用することができる。   Therefore, for example, the present embodiment can be applied to a system in which a plurality of devices in the field of FA (Factor Automation) operate in cooperation.

また、現在時刻算出部15は、複数の推定時刻の平均値を現在時刻として設定しているので、基準時刻の伝搬遅延時間が揺らいだ場合でも、中心極限定理によって、より正確な時刻を設定することができる。   In addition, since the current time calculation unit 15 sets an average value of a plurality of estimated times as the current time, even when the propagation delay time of the reference time fluctuates, a more accurate time is set by the central limit theorem. be able to.

また、推定時刻算出部14a〜nは、タイムマスタに同期して値を更新する推定時刻カウンタを保持し、基準時刻と伝播遅延時間とに基づいて推定時刻カウンタSa〜nの値を算出して出力し、現在時刻算出部15は、タイムマスタに同期して値を更新する現在時刻カウンタを保持し、複数の推定時刻算出部14a〜nから入力される複数の推定時刻カウンタSa〜nの値に基づいて現在時刻カウンタの値を算出し、現在時刻カウンタの値から現在時刻を算出しているので、基準時刻の伝搬遅延時間が揺らいだ場合でも、より正確な時刻を設定することができる。   The estimated time calculation units 14a to 14n hold estimated time counters that update values in synchronization with the time master, and calculate the values of the estimated time counters Sa to n based on the reference time and the propagation delay time. The current time calculation unit 15 outputs a current time counter that updates the value in synchronization with the time master, and the values of the plurality of estimated time counters Sa to n input from the plurality of estimated time calculation units 14 a to 14 n. Since the current time counter value is calculated based on the current time and the current time is calculated from the current time counter value, a more accurate time can be set even when the propagation delay time of the reference time fluctuates.

また、受信部13は、複数のタイムマスタから基準時刻を受信し、送信元のタイムマスタを示すアドレス情報に基づいて対応する推定時刻算出部14a〜nに基準時刻を通知しているので、複数のタイムマスタの推定時刻を算出することができる。   In addition, the receiving unit 13 receives the reference time from a plurality of time masters, and notifies the corresponding estimated time calculation units 14a to 14n based on the address information indicating the source time masters. The estimated time of the time master can be calculated.

実施の形態2.
以上の実施の形態1では、タイムスレーブ11はタイムマスタ12a〜nより送信される基準時刻カウンタの値をすべて推定時刻カウンタの値の算出に用いるようにしたものであるが、本実施の形態においては、タイムマスタ12a〜nから送信される基準時刻カウンタの値から算出した推定時刻カウンタの値と平均値とを比較し、その差が閾値以上の場合にはそのタイムマスタに異常が発生していると判断し、当該推定時刻カウンタの値を破棄する実施の形態を示す。
なお、本実施の形態において、タイムスレーブ11及びタイムマスタ12a〜nの構成は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment described above, the time slave 11 uses all the values of the reference time counter transmitted from the time masters 12a to 12n for the calculation of the estimated time counter value. Compares the value of the estimated time counter calculated from the value of the reference time counter transmitted from the time masters 12a to 12n with the average value, and if the difference is greater than or equal to the threshold value, an abnormality has occurred in the time master. In this embodiment, the estimated time counter value is discarded.
In the present embodiment, the configurations of the time slave 11 and the time masters 12a to 12n are the same as those in the first embodiment.

タイムスレーブ11の動作について、タイムマスタ12aから基準時刻通知フレーム31を受信した場合を例として説明する。   The operation of the time slave 11 will be described by taking as an example a case where the reference time notification frame 31 is received from the time master 12a.

図6は、実施の形態2に係るタイムスレーブ11の受信部13、推定時刻算出部14a、及び現在時刻算出部15の処理の流れを示すフローチャートである。ステップS61〜S62の処理は、図5のステップS51〜S52と同じであるため、説明を省略する。   FIG. 6 is a flowchart showing a process flow of the receiving unit 13, the estimated time calculating unit 14a, and the current time calculating unit 15 of the time slave 11 according to the second embodiment. Since the process of step S61-S62 is the same as step S51-S52 of FIG. 5, description is abbreviate | omitted.

ステップS61〜S62の処理が行われ、処理はステップS63へ進む。ステップS63において、現在時刻算出部15は、推定時刻算出部14aから通知された推定時刻カウンタSaの値を受信する。図示していないが、現在時刻算出部15は、他の推定時刻算出部14b〜nからも推定時刻カウンタSb〜nの値を受信する。現在時刻算出部15は、推定時刻カウンタSa〜nの値から平均値を算出する。現在時刻算出部15は、閾値を保持しているものとする。   Processing in steps S61 to S62 is performed, and the processing proceeds to step S63. In step S63, the current time calculation unit 15 receives the value of the estimated time counter Sa notified from the estimated time calculation unit 14a. Although not shown, the current time calculation unit 15 receives the values of the estimated time counters Sb to n from the other estimated time calculation units 14b to 14n. The current time calculation unit 15 calculates an average value from the values of the estimated time counters Sa to n. It is assumed that the current time calculation unit 15 holds a threshold value.

現在時刻算出部15は、推定時刻カウンタSaの値と平均値を比較する。推定時刻カウンタSaの値と平均値との差が閾値以上の場合、処理はステップS64へ進む。推定時刻カウンタSaの値と平均値との差が閾値以上でない場合、処理はステップS65へ進む。   The current time calculation unit 15 compares the value of the estimated time counter Sa with the average value. If the difference between the estimated time counter Sa value and the average value is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S64. If the difference between the value of the estimated time counter Sa and the average value is not greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S65.

ステップS64において、現在時刻算出部15は、タイムマスタ12aに異常が発生したと判断し、推定時刻カウンタSaの値を破棄する。処理はステップS66へ進む。   In step S64, the current time calculation unit 15 determines that an abnormality has occurred in the time master 12a, and discards the value of the estimated time counter Sa. The process proceeds to step S66.

ステップS65において、現在時刻算出部15は、平均値との差が閾値以上でない推定時刻カウンタの値から平均値を算出する。例えば、推定時刻カウンタSaの値が破棄された場合には、現在時刻算出部15は、推定時刻カウンタSb〜nの値から平均値を算出する。現在時刻算出部15は、算出した平均値から現在時刻カウンタの値を算出し、設定する。処理はステップS66へ進む。   In step S65, the current time calculation unit 15 calculates the average value from the value of the estimated time counter whose difference from the average value is not greater than or equal to the threshold value. For example, when the value of the estimated time counter Sa is discarded, the current time calculating unit 15 calculates an average value from the values of the estimated time counters Sb to Sn. The current time calculation unit 15 calculates and sets the value of the current time counter from the calculated average value. The process proceeds to step S66.

ステップS66において、現在時刻算出部15は、現在時刻カウンタの値から現在時刻を算出し、処理を終了する。   In step S66, the current time calculation unit 15 calculates the current time from the value of the current time counter, and ends the process.

したがって、本実施の形態では、現在時刻算出部15は、複数の推定時刻カウンタの値から求めた平均値との差が閾値以上の推定時刻カウンタの値を破棄するので、異常が発生しているタイムマスタからの基準時刻の影響を受けず、より正確な時刻を設定することができる。   Therefore, in the present embodiment, the current time calculation unit 15 discards the value of the estimated time counter whose difference from the average value obtained from the values of the plurality of estimated time counters is greater than or equal to the threshold value, and thus an abnormality has occurred. A more accurate time can be set without being affected by the reference time from the time master.

実施の形態3.
以上の実施の形態2では、タイムマスタ12a〜nから送信される基準時刻から算出した推定時刻カウンタの値と平均値とを比較し、その差が閾値以上の場合にはタイムマスタに異常が発生していると判断し、当該推定時刻カウンタの値を破棄するようにしたものであるが、本実施の形態においては、タイムマスタ12a〜nから送信される基準時刻の受信間隔が所定の時間以上の場合に当該タイムマスタに異常が発生していると判断し、当該基準時刻を破棄する実施の形態を示す。
なお、本実施の形態において、タイムスレーブ11及びタイムマスタ12a〜nの構成は、実施の形態2と同様である。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment described above, the value of the estimated time counter calculated from the reference time transmitted from the time masters 12a to 12n is compared with the average value. In this embodiment, the reception interval of the reference time transmitted from the time masters 12a to 12n is equal to or longer than a predetermined time. In this case, it is determined that an abnormality has occurred in the time master, and the reference time is discarded.
In the present embodiment, the configurations of the time slave 11 and the time masters 12a to 12n are the same as those in the second embodiment.

タイムスレーブ11の動作について、タイムマスタ12aから基準時刻通知フレーム31を受信した場合を例として説明する。   The operation of the time slave 11 will be described by taking as an example a case where the reference time notification frame 31 is received from the time master 12a.

図7は、実施の形態3に係るタイムスレーブ11の受信部13、推定時刻算出部14a、及び現在時刻算出部15の処理の流れを示すフローチャートである。タイムスレーブ11は、タイムマスタ12aからブロードキャストで送信された基準時刻通知フレーム31を受信すると、ステップS71より処理を開始する。   FIG. 7 is a flowchart showing a process flow of the reception unit 13, the estimated time calculation unit 14a, and the current time calculation unit 15 of the time slave 11 according to the third embodiment. When receiving the reference time notification frame 31 broadcast from the time master 12a, the time slave 11 starts processing from step S71.

ステップS71において、受信部13は、タイムマスタ12aから基準時刻通知フレーム31を受信し、推定時刻算出部14aへ基準時刻カウンタの値を通知する。処理はステップS72へ進む。   In step S71, the receiving unit 13 receives the reference time notification frame 31 from the time master 12a, and notifies the estimated time calculation unit 14a of the value of the reference time counter. The process proceeds to step S72.

ステップS72において、推定時刻算出部14aは、基準時刻を前回受信してから今回受信するまでの受信間隔と閾値を比較する。推定時刻算出部14aは、閾値を保持しているものとする。受信間隔が閾値以上の場合、処理はステップS73へ進む。受信間隔が閾値以上でない場合、処理はステップS74へ進む。   In step S72, the estimated time calculation unit 14a compares the reception interval from the previous reception of the reference time to the current reception with the threshold value. It is assumed that the estimated time calculation unit 14a holds a threshold value. If the reception interval is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S73. If the reception interval is not greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S74.

ステップS73において、推定時刻算出部14aは、タイムマスタ12aに異常が発生したと判断し、基準時刻カウンタの値を破棄する。処理はステップS75へ進む。   In step S73, the estimated time calculation unit 14a determines that an abnormality has occurred in the time master 12a, and discards the value of the reference time counter. The process proceeds to step S75.

ステップS74の処理は、図5のステップS52と同じであるため、説明を省略する。処理はステップS75へ進む。   The processing in step S74 is the same as step S52 in FIG. The process proceeds to step S75.

ステップS75において、現在時刻算出部15は、推定時刻カウンタSa〜nのうち通知された値から現在時刻カウンタの値を算出する。算出方法は、図5のステップS53と同じであるため、説明を省略する。処理はステップS76へ進む。   In step S75, the current time calculation unit 15 calculates the value of the current time counter from the notified value of the estimated time counters Sa to n. The calculation method is the same as that in step S53 in FIG. The process proceeds to step S76.

ステップS76の処理は、図5のステップS54と同じであるため、説明を省略する。処理は終了する。   The processing in step S76 is the same as step S54 in FIG. The process ends.

なお、現在時刻算出部15は、さらに実施の形態2で示したように、平均値との差が閾値以上の推定時刻カウンタの値を破棄し、現在時刻の算出に用いないようにしてもよい。   In addition, as shown in the second embodiment, the current time calculation unit 15 may discard the estimated time counter value whose difference from the average value is equal to or greater than the threshold value and not use it for calculating the current time. .

したがって、本実施の形態では、推定時刻算出部14a〜nは、対応するタイムマスタ装置12a〜nから送信される基準時刻の受信間隔が閾値以上の基準時刻を破棄するので、異常が発生しているタイムマスタからの基準時刻の影響を受けず、より正確な時刻を設定することができる。   Accordingly, in the present embodiment, the estimated time calculation units 14a to 14n discard the reference time whose reference time interval transmitted from the corresponding time master device 12a to 12n is greater than or equal to the threshold value, so that an abnormality has occurred. More accurate time can be set without being influenced by the reference time from the time master.

11 タイムスレーブ
12、12a〜n タイムマスタ
13 受信部
14a〜n 推定時刻算出部
15 現在時刻算出部
21 基準時刻計数部
22 送信部
31 基準時刻通知フレーム
11 Time slave 12, 12a to n Time master 13 Receiving unit 14a to n Estimated time calculating unit 15 Current time calculating unit 21 Reference time counting unit 22 Transmitting unit 31 Reference time notification frame

Claims (8)

基準となる時刻を示す基準時刻を送信する複数のタイムマスタ装置のうち対応する前記タイムマスタ装置から送信される前記基準時刻と前記タイムマスタ装置からの伝播遅延時間とに基づいて、対応する前記タイムマスタ装置の推定時刻を算出する複数の推定時刻算出部と、
複数の前記推定時刻算出部が算出した複数の前記推定時刻に基づいて、現在の時刻を示す現在時刻を算出する現在時刻算出部と、
を備え
前記推定時刻算出部は、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する推定時刻カウンタを保持し、前記基準時刻と前記伝播遅延時間とに基づいて前記推定時刻カウンタの値を算出して出力し、
前記現在時刻算出部は、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する現在時刻カウンタを保持し、複数の前記推定時刻算出部から入力される複数の前記推定時刻カウンタの値に基づいて前記現在時刻カウンタの値を算出し、前記現在時刻カウンタの値から前記現在時刻を算出することを特徴とする時刻同期装置。
The corresponding time based on the reference time transmitted from the corresponding time master device and the propagation delay time from the time master device among a plurality of time master devices transmitting a reference time indicating a reference time. A plurality of estimated time calculation units for calculating the estimated time of the master device;
A current time calculating unit that calculates a current time indicating a current time based on the plurality of estimated times calculated by the plurality of estimated time calculating units;
Equipped with a,
The estimated time calculation unit holds an estimated time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and calculates and outputs a value of the estimated time counter based on the reference time and the propagation delay time. ,
The current time calculation unit holds a current time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and based on the values of the plurality of estimated time counters input from the plurality of estimated time calculation units A time synchronization device that calculates a value of a time counter and calculates the current time from the value of the current time counter .
前記現在時刻算出部は、複数の前記推定時刻算出部から入力される複数の前記推定時刻カウンタの値から算出した平均値を前記現在時刻カウンタの値に設定することを特徴とする請求項1に記載の時刻同期装置。 The current time calculation unit sets an average value calculated from a plurality of estimated time counter values input from a plurality of the estimated time calculation units as a value of the current time counter. The time synchronizer described. 前記現在時刻算出部は、複数の前記推定時刻カウンタの値から求めた平均値との差が閾値以上の前記推定時刻カウンタの値を破棄することを特徴とする請求項1または2に記載の時刻同期装置。 3. The time according to claim 1, wherein the current time calculation unit discards a value of the estimated time counter whose difference from an average value obtained from a plurality of values of the estimated time counter is a threshold value or more. Synchronizer. 前記現在時刻算出部は、複数の前記推定時刻算出部から入力される複数の前記推定時刻カウンタの値から平均値を算出し、前記平均値との差が閾値以上でない複数の前記推定時刻カウンタの値から算出した平均値を前記現在時刻カウンタの値に設定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の時刻同期装置。  The current time calculation unit calculates an average value from a plurality of estimated time counter values input from the plurality of estimated time calculation units, and a plurality of the estimated time counters whose difference from the average value is not equal to or greater than a threshold value. The time synchronization apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an average value calculated from the value is set as a value of the current time counter. 前記推定時刻算出部は、対応する前記タイムマスタ装置から送信される前記基準時刻の受信間隔が閾値以上の前記基準時刻を破棄することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の時刻同期装置。   5. The time according to claim 1, wherein the estimated time calculation unit discards the reference time at which a reception interval of the reference time transmitted from the corresponding time master device is equal to or greater than a threshold value. Synchronizer. 複数の前記タイムマスタ装置から前記基準時刻を受信し、送信元の前記タイムマスタ装置を示すアドレス情報に基づいて対応する前記推定時刻算出部に前記基準時刻を通知する受信部を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の時刻同期装置。   A receiving unit configured to receive the reference time from a plurality of the time master devices and to notify the estimated time calculation unit corresponding to the reference time based on address information indicating the source time master device; The time synchronizer according to any one of claims 1 to 5. 基準となる時刻を示す基準時刻を送信する複数のタイムマスタ装置と、
対応する前記タイムマスタ装置から送信される前記基準時刻と前記タイムマスタ装置からの伝播遅延時間とに基づいて、対応する前記タイムマスタ装置の推定時刻を算出する推定時刻算出部と、
複数の前記推定時刻算出部が算出した複数の前記推定時刻に基づいて、現在の時刻を示す現在時刻を算出する現在時刻算出部と、
を備え
前記推定時刻算出部は、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する推定時刻カウンタを保持し、前記基準時刻と前記伝播遅延時間とに基づいて前記推定時刻カウンタの値を算出して出力し、
前記現在時刻算出部は、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する現在時刻カウンタを保持し、複数の前記推定時刻算出部から入力される複数の前記推定時刻カウンタの値に基づいて前記現在時刻カウンタの値を算出し、前記現在時刻カウンタの値から前記現在時刻を算出する1以上の時刻同期装置と、
を備えることを特徴とする時刻同期システム。
A plurality of time master devices that transmit a reference time indicating a reference time;
An estimated time calculation unit that calculates an estimated time of the corresponding time master device based on the reference time transmitted from the corresponding time master device and a propagation delay time from the time master device;
A current time calculating unit that calculates a current time indicating a current time based on the plurality of estimated times calculated by the plurality of estimated time calculating units;
Equipped with a,
The estimated time calculation unit holds an estimated time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and calculates and outputs a value of the estimated time counter based on the reference time and the propagation delay time. ,
The current time calculation unit holds a current time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and based on the values of the plurality of estimated time counters input from the plurality of estimated time calculation units One or more time synchronization devices for calculating a value of a time counter and calculating the current time from the value of the current time counter ;
A time synchronization system comprising:
基準となる時刻を示す基準時刻を送信するタイムマスタ装置から送信される前記基準時刻と前記タイムマスタ装置からの伝播遅延時間とに基づいて、複数の前記タイムマスタ装置のうち対応する前記タイムマスタ装置の推定時刻を算出する推定時刻算出ステップと、
前記推定時刻算出ステップが算出した複数の前記推定時刻に基づいて、現在の時刻を示す現在時刻を算出する現在時刻算出ステップと、
を有し、
前記推定時刻算出ステップは、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する推定時刻カウンタを保持し、前記基準時刻と前記伝播遅延時間とに基づいて前記推定時刻カウンタの値を算出して出力し、
前記現在時刻算出ステップは、前記タイムマスタ装置に同期して値を更新する現在時刻カウンタを保持し、複数の前記推定時刻算出ステップから入力される複数の前記推定時刻カウンタの値に基づいて前記現在時刻カウンタの値を算出し、前記現在時刻カウンタの値から前記現在時刻を算出する時刻同期方法。
Based on the reference time transmitted from the time master device that transmits the reference time indicating the reference time and the propagation delay time from the time master device, the corresponding time master device among the plurality of time master devices An estimated time calculating step for calculating the estimated time of
A current time calculating step of calculating a current time indicating a current time based on the plurality of estimated times calculated by the estimated time calculating step;
I have a,
The estimated time calculating step holds an estimated time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and calculates and outputs the value of the estimated time counter based on the reference time and the propagation delay time. ,
The current time calculating step holds a current time counter that updates a value in synchronization with the time master device, and based on the values of the estimated time counters input from the estimated time calculating steps, A time synchronization method for calculating a value of a time counter and calculating the current time from the value of the current time counter .
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