SE517282C2 - System och metod för tidmatning av data - Google Patents

Description

annan 1»;|| 10 15 20 25 30 2 bildandet av det första tiddatat till klocksignalen addera en kompensationssignal (Ati) baserad på nämnda andra tiddata. Karaktäristiskt har det andra tiddatat en frekvens som är lägre än den för inkommande data och klocksignalens frekvens är åtminstone i samma storleksordning som den för inkommande data, varvid tidmärkningen tillhandahålls med klocksignalens upplösning.

Efter en tid blir en använd kompensationssignal (Ati) inaktuell och måste då ersättas med en ny kompensationssignal (Atiil) för att de tidsangivande medlen skall leverera adekvata tidsdata. För att undvika att data tidsmärkta med olika kompensations- signaler samexisterar i systemet på ett okontrollerat sätt innefattar systemet jämförande medel inrättade att skapa en skillnadssignal mellan det första och andra tiddatat samt medel inrättade att när skillnadssignalen överstiger ett i förväg valt värde bilda en ny version (i+l) av kompensationssignalen (Atm) och registrera den nya kompensationssignalen (Atm) tillsammans med en tillhörande identitetsuppgift (IM ). De tidsangivande medlen är då inrättade att vid bildandet av det första tiddatat använda aktuellt kompensationssignalvärde (Atm). Vid tidmärkningen av data koppas den tillhörande identitetsuppgiften (Im) till det första tiddatat, varmed datat märks både med en tidsuppgift och en versionsuppgift.

I ett fall där systemet innefattar två eller flera processorer är i ett fördelaktigt utförande de jämförande medlen och registreringsmedlen implementerade i en vald processor. Nämnda processor innefattar då medel för att vid varje versionbyte (i, i+1) distribuera den nya kompensationssignalen (Atiil) och tillhörande identitet (IH 1) till övriga processorer. Dessutom bör i detta utförande varje processor har medel för lagring av för varje version (i+l) tillhörande kompensationssignal (Atm) och tillhörande identitet (Im).

I ett fall där klocksignalen tenderar att driva i förhållande till det andra tiddatat kan systemet innefatta filtrerande medel inrättade att som insignal ta emot hårdvaruklocksignalen och som utsignal leverera en skattad klocksignal huvudsakligen i synkronism med det andra tiddatat och medel för att ominitiera hårdvaruklockan med utsignalen från filtreringsmedlen. Filtreringsmedlen kan nnnuu anus: 10 15 20 25 30 517 282 -fi a; 3 exempelvis innefatta ett kalmanfilter, vars interna parameterinställningar är beroende av aktiv tidreferens.

Företrädesvis är systemets processorer inrättade att vid beräkningar utnyttjande data angivna i olika tidbaser ur databasen inhämta uppgift om tidsskillnaderna mellan dessa tidbaser och dessutom i ett speciellt utförande inrättade att tidmärka det beräknade datat i en vald tidbas.

I enlighet med en andra utföringsform av föreliggande uppfinning tillhandahålls en metod att tidmärka data. Metoden innefattar att datat tidmärks med första tiddata baserat på en klocksignal från en hårdvaruklocka och kännetecknas av att andra tiddata från ytterligare åtminstone en tidreferens registreras, att en kompensationssignal (Ati) bildas baserad på nämnda andra tiddata och att kompensationssignalen adderas till klocksignalen för att bilda nämnda första tiddata.

FIGURBESKRIVNING Fig l visar schematiskt ett exempel på ett system enligt föreliggande uppfinning.

Fig 2 visar ett medelst ett blockschema hur processorerna i systemet i fig 1 är inrättade att arbeta.

UTFÖRINGSFORMER I fig 1 innefattar ett distribuerat system 1 ett antal processorer 2,3 förbundna med varandra. Data anländer till systemet via en databuss 4 som har förbindelse med yttre enheter. I figuren är de yttre enheterna givare 5,6,7. Processorerna 2,3 är inrättade att mottaga och bearbeta givardatat som via databussen 4 anländer till systemet. lett exempel finns systemet 1 i en farkosts navigeringssystem och givarna är positionsmätande givare utplacerade utmed farkosten. I ett fall där farkosten har hög hastighet omvandlas då exempelvis ett tidsfel direkt till ett positionsfel. Det är 1-uu» 10 15 20 25 30 1517- 282 4 således viktigt att bestämma när i tiden datat kommer in i systemet 1 via databussen.

Systemet 1 innefattar en hårdvaruklocka 11 inrättad att generera en klocksignal, vars frekvens åtminstone är i samma storleksordning som den för inkommande data.

Klocksignalen från hårdvaruklockan kan därför utnyttjas för tidmärkning av till systemet inkommande data och tidmärkning av beräknade data. Det finns idag ett stort utbud av oscillatorer inrättade att fungera som hårdvaruklockor 11 och vilka anger tiden med varierande noggrannhet. Det är dock oerhört kostsamt med oscillatorer som svänger med hög frekvens och som samtidigt noggrant anger tiden i sekunder, minuter och timmar.

Systemet 1 har även tillgång till flera tidsreferenser 8,9,l0, som växlar på ett oförutsägbart sätt men företrädesvis så, att åtminstone en av tidsreferensema alltid är aktiv. Karaktäristiskt för tidreferenserna är, att de när de är aktiva producerar tiddata med en frekvens som är lägre än frekvensen för hårdvaruklockan ll och frekvensen för via databussen 4 inkommande data och att tiddatat från tidsreferenserna tillhandahålls med stor noggrannhet. I ett utförande erhålls tiddatat för åtminstone någon av tidreferenserna via GPS. GPS levererar tiddata med stor noggrannhet, men endast en gång per sekund. Såsom framgår ovan är det för vissa tillämpningar kritiskt att den använda tidmärkningsuppgiften vid tidmärkningen av datat är noggrant angivet. För att tillhandahålla denna noggrant angivna tidmärkningsuppgiften utnyttjas tiddatat från tidreferenserna 8,9, 10 för att justera klocksignalen från hårdvaruklockan ll. I det i fig 1 visade utförandet är endast en i taget av tidreferenserna aktiv. Den aktiva tidreferensen levererar tiddata till processorn 2.

Uppfinningen är dock ej begränsad till detta utförande. I ett alternativt utförande (ej visat) erhålls en av tidreferenserna via databussen, en andra direkt i processorn 2 och en tredje direkt i processorn 3; i ett sådant utförande kan således flera tidreferenser samtidigt vara aktiva.

I fig 2 är processorn 2 utsedd att tillhandahålla information för tidmärkning av datat som anländer till systemet via databussen 4 och som tas emot av någon av processorerna 2,3. För detta ändamål är processorerna 2,3 inrättade att exekvera programvaruinstruktioner implementerade så, att processorerna arbetar enligt ett nedan beskrivet schema. Att i detalj utforma programvarumoduler för att förmå ananas 517 282 Q ø o | n n u u nu 5 processorerna 2,3 att arbeta enligt nämnda schema utgör fackmannamässiga åtgärder, vilka ej behöver beskrivas häri.

I fig 2 tas datat som via databussen 4 matas till någon av processorerna 2,3 emot i en 5 till respektive processor 2,3 tillhörande märkningshanterare 15,22. Märknings- hanterarna 15, 22 är identiskt utformade. Märkningshanteraren 15 i processorn 2 har förbindelse med en tillhörande mjukvaruklocka 17 och märkningshanteraren 22 i processorn 3 har förbindelse med en tillhörande mjukvaruklocka 21. Mjukvaru- klockorna 17, 21 levererar var och en fortlöpande en sammanställd tidmärknings- 10 uppgift, vilket kommer att beskrivas mer i detalj nedan. I respektive märknings- hanterare 15, 22 förknippas det mottagna datat från databussen 4 med aktuell tidmärkningsuppgift från tillhörande mjukvaruklocka 17, 21. Därefter matas det således tidsmärkta datat ut från märkningshanterama 15, 22 för vidare behandling i processorema 2,3. 15 Den sammanställda tidmärkningsuppgiften skapad i mjukvaruklockoma 17, 21 innefattar tidangivelsedata. I processom 2 matas tidangivelsedatat från mjukvaruklockan 17 fortlöpande till en jämförande enhet 14. Iden jämförande enheten skapas en skillnadssignal mellan tidangivelsedatat och tiddatat från den för 20 närvarande aktiva tidreferensen 8. Den jämförande enheten 14 innefattar vidare en jämförare 24, vilken tar emot skillnadssignalen, jämför absolutbeloppet för skillnadssignalen med ett i förväg valt värde och matar ut en markeringssignal som markerar om det i förväg valda värdet har överstigits eller ej. 25 En versionshanterare 13 är inrättad att från den jämförande enheten 14 mottaga både skillnadssignalen och markeringssignalen från jämföraren 24. Versionshanteraren 13 är blockerad så länge som markeringssignalen indikerar att det i förväg valda värdet ej överstigits.. När däremot markeringssignalen indikerar att det i förväg valda värdet överstigits aktiveras versionshanteraren 13, varvid versionshanteraren skapar ett 30 kompensationsvärde Ati och skriver in kompensationsvärdet At, tillsammans med en I, unik identitet I, i en databas 12. I ett enkelt utförande innefattar versionshanteraren en räknare (ej visad) inrättad att räkna upp ett steg varje gång markeringssignalen indikerar att det i förväg valda värdet överstigits för att på ett enkelt sätt tillhandahålla den unika identiteten Ii i form av ett versionsnummer. 10 15 20 25 30 517 282 6 Kompensationsvärdet At; skapas genom att addera skillnadssignalen från den jämförande enheten 14 till föregående kompensationsvärde AtH lagrat i databasen.

Mjukvaruklockan 17 har operativ förbindelse med databasen 12 och inhämtar därifrån fortlöpande aktuellt versionsnummer Ii och tillhörande kompensationsvärde At. Mjukvaruklockan 17 tar dessutom emot klocksignalen från hårdvaruklockan ll.

Det ovan nämnda tidsangivande datat från mjukvaruklockan skapas i denna genom att till klocksignalen addera At. En i mjukvamklockan innefattad sammanställningsenhet 23 sammanställer fortlöpande det tidsangivande datat och det aktuella versionsnumret från databasen 12 till tidmärkningsuppgiften, vilken matas till märkningshanteraren 15.

Databasen 12 har förbindelse med en andra databas 19 i processorn 3 och är inrättad att uppdatera innehållet i databasen 19 efter innehållet i databasen 12.

Mjukvaruklockan 21 har operativ förbindelse med databasen 19 och inhämtar därifrån aktuellt kompensationsvärde At och tillhörande versionsnummer.

Mjukvaruklockan tar dessutom emot klocksignalen från hårdvaruklockan 1 1.

Tidangivelsedatat som matas till märkeshanteraren 22 skapas i mjukvaruklockan 21 genom att till klocksignalen addera At. I en i mjukvaruklockan innefattad sammanställningsenhet 25 sammanställs fortlöpande tidangivelsedatat och aktuellt versionsnummer från databasen 19 till tidmärkningsuppgiften för märkningshanteraren 22. En poäng här är att databasen 19 kan uppdateras asynkront med databasen 12, dvs med en viss fördröjning i förhållande till databasen 12, utan att det påverkar funktionaliteten så länge som inga data blir tidmärkta i den utdaterade versionen IH.

Tillverkning av oscillatorer ll som svänger med hög frekvens och som samtidigt har en mycket god långtida precision är mycket kostsam. Därför har man i de flesta tillämpningar en något instabil oscillator och således en signal från denna som tenderar att med tiden drar sig åt något håll i förhållande till tiddatat från tidreferenserna. Tidreferenserna uppdateras karaktäristiskt med betydligt lägre frekvens än klocksignalen och anger således med största sannolikhet tiden med större precision. Hur stort fel i tidangivelsedatat som kan tolereras är givetvis styrt av i vilken tillämpning systemet 1 är avsett att utnyttjas. För att i görligaste mån 10 15 20 25 30 517 282 7 kompensera för att klocksignalen från oscillatorn 11 drar sig i förhållande till tiddatat från tidreferensen matas klocksignalen från systemklockan 11 till ett filter 16 inrättat att hantera oscillatorns instabilitet, exempelvis ett kalmanfilter. Filtret 16 tar även emot markeringssignalen från jämföraren 24 och är inrättat att så länge som nämnda markeringssignal indikerar att skillnadssignalen från den jämförande enheten 14 är mindre än det förbestämda värdet, mata ut en modifierad klocksignal. Filtrets 16 interna parameterinställningar är avpassade efter aktiv tidreferens och aktiv tidreferens agerar även insignal till filtret 16 för uppdatering av parameterinställ- ningarna. Den modifierade klocksignalen ut från filtret 16 utnyttjas kontinuerligt för ominitiering av systernklockan 11 så länge som skillnaden mellan in- och utsignalen från filtret 16 understiger ett visst värde karaktäristiskt mindre än det ovan, i anslutning till den jämförande enheten 14 diskuterade förutbestämda värdet; en enhet som verkställerjämförelsen mellan in- och utsignalen kan vara en jämförare av konventionellt slag och är ej visad i fig 2. Vid byte av tidreferens sparas parameterinställningarna för den deaktiverade tidreferensen i ett minne (ej visat), för återanvändning om den aktuella tidreferensen återigen skulle bli aktiv. Filtret 16 ominitieras med parameterinställningar för den just aktiverade tidreferensen. I ett fall där den aktiverade tidreferensen förekommit tidigare i systemet ominitieras filtret 16 med till tidreferensen tillhörande parameterinställningar lagrade i minnet. Skulle den aktiverade tidreferensen ej tidigare förekommit i systemet ominitieras filtret 16 med standardparameterinställningar lagrade i minnet. Filtret 16 är överflödi gt i ett fall med en mycket stabil oscillator 11, där det finns en tidsskillnad mellan klocksignalen och respektive tidbas men där skillnaden huvudsakligen är konstant i tiden.

Observera att ominitiering av oscillatorn 11 således endast utnyttjas för att hantera oscillatorns instabilitet och att större diskrepanser, större än det förutbestämda värdet diskuterat i anslutning till den jämförande enheten 14, mellan klocksignalen och tiddatat från tidreferenserna hanteras av mjukvaruklockan medelst versionsbyten.

Versionsbyten inträffar således så fort som det förutbestämda värdet överstigs, oavsett om värdet överstigs på grund av ett tidreferensbyte eller av andra orsaker.

Genom denna tidmärkning av det via databussen 4 inkomna datat finns därmed vid efterföljande behandling i processorerna 2,3 av datat alltid tillgång till uppgift om när i tiden datat kom in i systemet. I det fall att beräkningar skall utföras på data märkta i :»|;| 10 -517- 282 ou.-nu n c »vanan n a n n'°. o.._. none . u . n annu 8 olika versioner anropas en enhet 18, 20, i det visade utförandet implementerad i anslutning till respektive processor, inrättad att ur tillhörande databas 12, 19 inhämta information om skillnader i kompensationsvärden At, mellan versionema utnyttjade vid beräkningarna och vilken rapporterar nämnda skillnader till anropande processor.

I ett exempel är processorerna 2,3 vidare inrättade att tidsmärka det beräknade datat med den tidsangivelse som var aktuell då de vid beräkningen använda storheterna var giltiga och angiven i den i beräkningsögonblicket aktuella versionen. Om det programmeringsspråk som utnyttjas vid implementering av det häri beskrivna systemet så medger, kan metoder för hantering av operationer på data angivna i skilda versioner fördefinieras, varvid hanteringen av olika versioner i systemet sedan kommer att vara helt dold för programmerare av applikationsprogramvara.

Claims (4)

-517« 282 -= PATENTKRAV

1. System (1) innefattande åtminstone en processor (2,3) inrättad att mottaga och bearbeta data som anländer till systemet (1) och med nämnda åtminstone en processor operativt förbundna tidsangivande medel (11,17,21) inrättade att tillhandahålla första tiddata till processorerna för tidmärkning av datat, varvid 5 de tidsangivande medlen (l 1,17,21): - innefattar en hårdvamklocka (1 1) inrättad att generera en klocksignal, - är inrättade att ta emot andra tiddata från ytterligare åtminstone en tidreferens (8,9,lO) och modifiera klocksignalen från hårdvaruklockan med det andra tiddatat för att bilda det första tiddatat, k ä n n e t e c k n at a v, 10 att de tidsangivande medlen (1 1,17,21) är inrättade att vid bildandet av det första tiddatat till klocksignalen addera en kompensationssignal (Ati) baserad på nämnda andra tiddata.

2. System enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at a v, att det innefattar 15 jämförande medel (14) inrättade att skapa en skillnadssignal mellan det första och andra tiddatat samt medel (13) inrättade att när skillnadssignalen överstiger ett i förväg valt värde bilda en ny version (i+l) av kompensationssignalen (Atm) och registrera den nya kompensationssignalen (Atm) tillsammans med en tillhörande identitetsuppgift (Im ); att de tidsangivande medlen är inrättade 20 att vid bildandet av det första tiddatat använda aktuellt kompensationssignalvärde (At-.+|); och att vid tidmärkningen den tillhörande identitetsuppgiften (Im) kopplas till det första tiddatat.

3. System enligt patentkrav 2 innefattande två eller flera processorer, 25 k ä n n e t e c k n at a v, att dejämförande medlen (14) och registreringsmedlen (13) är implementerade i en vald processor och att nämnda -u-e uu»- u processor innefattar medel för att vid varje versionbyte (i, i+1) distribuera den nya kompensationssignalen (Atm) och tillhörande identitet (Im) till övriga PIOCCSSOYCI. iuzß; 30 »znnn uonxo Alin: 10 15 20 25 30 10. 517 « 2 82 10 System enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n at a v, att varje processor har medel (12, 19) för lagring av för varje version (i+l) tillhörande kompensationssignal (Atm) och tillhörande identitet (Im). System enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n at a v, att det innefattar filtrerande medel (16) inrättade att som insignal ta emot hårdvamklocksignalen och som utsignal leverera en skattad klocksignal huvudsakligen i synkronism med det andra tiddatat och medel för att ominitiera hårdvaruklockan med utsignalen från filtreringsmedlen (16). System enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n at a v, att filtreringsmedlen (16) innefattar ett kalmanfilter, vars interna parameterinställningar är beroende av aktiv tidreferens. System enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at a v, att det andra tiddatat har en frekvens som är lägre än den för inkommande data och att klocksignalens frekvens åtminstone är i samma storleksordning som den för inkommande data, varvid tidmärkningen tillhandahålls med klocksignalens upplösning. System enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n at a v, det innefattar åtminstone en märkningshanterare (15, 22) inrättad att tidsmärka av tillhörande processor mottagna och/eller beräknade data. Metod för tidmärkning av data innefattande att datat tidmärks med första tiddata baserat på en klocksignal från en hårdvaruklocka (11) k ä n n e te c k n a d a v, att andra tiddata från ytterligare åtminstone en tidreferens (8,9,10) registreras, att en kompensationssignal (Ati) bildas baserad på nämnda andra tiddata och att kompensationssignalen adderas till klocksignalen för att bilda nämnda första tiddata. Metod enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n at a v, att en skillnadssignal skapas mellan det första och andra tiddatat, att när skillnadssignalen överstiger ett i förväg valt värde bildas en ny version (i+l) av kompensationssignalen innan .int-i 10 15 11. 12. 13. 1

4. 11 (Atm) och att den nya kompensationssignalen (Atm) registreras tillsammans med en identitetsuppgift (IM), varvid vid tidrnärkningen kopplas till det första tiddatat den identitetsuppgift (Im) som anger använd version (i+1). Metod enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d a v, att hårdvaruklocksignalen filtreras för att skapa en skattad klocksignal huvudsakligen i synkronism med det andra tiddatat och att hårdvaruklockan (l 1) ominitieras med den skattade klocksignalen. Metod enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d a v, att vid beräkningar på data angivna i olika versioner (i, i+1) utnyttjas uppgift om tidsskillnaden mellan kompensationssignalerna (Ati, Atm) hos de olika versionerna. Metod enligt patentkrav 12, k ä n n e t e c k n a d a v, att det beräknade datat tidmärks i en vald version (i+1). Datorprogram k ä n n e t e c k n at a v, att det är inrättat att tillhandahålla den i patentkrav 9 angivna metoden.