具有漂移补偿的RCR时钟同步模型.pdfVIP

华南理工大学学报(自然科学版) JournalofSouthChina of V01．38No．5 第38卷第5期 UniversityTechnology Science May2010 2010年5月 (NaturalEdition) 具有漂移补偿的RCR时钟同步模型串 全渝娟1 刘桂雄2+ 刘波2 洪晓斌2 (1．暨南大学计算中心，广东广州510632；2．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640) 摘要：针对基于以太网的工业测控系统时钟同步，探讨了低同步代价下实现较高同步 准确度的问题．提出一定同步准确度下具有漂移补偿的远端时钟读取(RCR)时钟同步模 型，它具有提高每一次同步准确度、简化远端时钟读取成功判断的特点，可降低整个系统 同步的计算量．通过给出集成时间戳报文的数字锁相环漂移补偿，实现了一定同步准确度 下具有漂移补偿的RCR时钟模型的同步架构及仿真．结果表明，该模型可将目前常见的 基于报文传输延迟测算的时钟同步方法NTP的准确度至少提高一个数量级． 关键词：时钟同步；漂移补偿；延迟测算；以太网；工业测控系统 中图分类号：TP212；TP393 基于以太网技术的分布式测控网络存在传输不 件下采用具有漂移补偿的远端时钟读取(RCR)模 确定性的问题[1引，如果引入专用实时报文传输技 型，该模型每一次的同步都能增强同步的精度，并简 术，可较好地消除以太网报文传输技术中固有的延 化对远端时钟读取的成功判断过程，可从整体上降 迟抖动缺陷，实现控制节点一执行节点间较高精确 低系统同步计算量，提高同步准确度． 度的时钟同步，但其在兼容以太网协议方面呈现出 1 基于报文传输延迟测算的RCR非 封闭性局限性旧J．应用非专用以太网技术提高工业 测控应用的实时性是测控网络理论研究一个重要方 确定性算法分析 向HJ．在各类时钟同步方案中，比较适合分布式测 基于报文传输延迟测算的时钟同步方法由同步 控系统应用的主要是基于本地时钟时间偏移修正的 检测、时间同步报文传递和本地时钟时间偏移修正 各类同步算法】．这些算法的时钟同步信息依赖网 3个模块组成旧J． 络传递的同步报文，以报文传输延迟测算(MDM)值 同步报文传递功能模块选用非确定性算法对获 估算出本地时钟的相对时间偏移量来实现时钟同 取的时间服务器L时钟时间值进行估算，即利用 步∞J．文献[7]研究了非确定性时钟同步关于系统RCR模型实现基于概率的测算算法，估算报文传输 最大报文传输延迟的不确定假设，提出一种较好地 延迟． 解决基于以太网的分布式时钟同步应用问题的非确 如图1所示，设LC表示节点的逻辑时钟，图中 定性时钟同步方法；然而，该同步技术的本地时钟时 客户节点疋在真实时间t。时刻发出携带其逻辑时 间偏移修正(OA)算法量较大，在每次同步是否成功钟时间LC。(b)的时间请求报文m。，时间服务器节点 的判断上也需耗去一定时间和依赖较大量的报文传 瓦在真实时刻t，发出携带其逻辑时钟时间LC。(t，) 输哺J．文中基于对报文传输延迟抖动特性和报文传 的响应报文m：．瓦在真实时刻t。收到报文m：，测算 输延迟测算方法的分析，提出在一定同步准确度条 真实时间t，时刻对应的t时钟时间值LC。(t。)．通 收稿日期：2009．07．01 作者简介：全渝娟(1968．)，女，博士，副教授，主要从事计算机应用和网络化控制研究．E-mail：quanyj@126．eom 万方数据 第5期 全渝娟等：具有漂移补偿的RCR时钟同步模型 过疋以一定的