EtherCAT时钟同步技术研究

EtherCAT是一种实时工业以太网协议;基于EtherCAT实时性强的特点,重点研究了EtherCAT分布时钟机制,并提出了在嵌入式设备上基于实时操作系统μC/OS II完成主站设计的方案;通过分析传输延时补偿、初始偏移补偿、动态漂移补偿等时钟同步过程,完成了对主站系统时钟同步技术的设计;基于环形冗余结构搭建了一主三从的EtherCAT测试系统,并通过计算机、示波器等设备采集得到从站间产生SYNC0信号的时间差值数据;最后,根据SYNC0周期为1ms的数据,分析得到系统时钟误差维持在55ns以内的同步性能,为时钟同步技术的理论研究提供了数据支持。     

嵌入式实时操作系统μC/OS定时器服务的改进

实时操作系统对定时器精确度的要求大大高于通用操作系统,本文结合嵌入式实时操作系统μC/OS的具体特点,改进了它的时钟处理系统,包括细化时钟粒度、增加定时器服务。     

面向安全关键嵌入式系统的时钟同步设计

为了满足安全关键性实时嵌入式系统对实时行为正确性和确定性的要求,本文应用ETSEC网络控制器的硬件时间戳特性, ReWorks嵌入式实时操作系统的实时特性,结合IEEE 1588精密度时钟同步协议,设计并实现了一个面向安全关键性领域的时钟同步系统原型.其同步精度达到100纳秒以内,并通过软件插桩测试和验证了该时钟同步系统的正确性和精度.     

Linux 2.6细粒度定时器的设计

该文对Linux时钟机制进行研究,分析了影响时钟慢的原因并设计了细粒度定时器,把系统时钟的节拍的粒度减小,较大的提升了Linux的实时性能。     

一种基于时钟粒度细化的Linux实时化方案

时钟精度直接影响到任务能否被及时响应和调度，作为一个分时系统，Linux的10ms周期性时钟粒度是必要而且合适的．但是实时系统一般都要求微秒级的响应精度，显然Linux的时钟粒度过于粗糙．然而简单地提高时钟频率意味着时钟中断的相应处理过程将占用过多的处理器时间，从而使得整个系统的有效利用率急剧下降．为了改进Linux的实时性能，讨论了基于Linux的实时操作系统RFRTOS中的时钟粒度细化方案．实验结果显示所做改进以不大的代价有效地提高了Linux的时钟精度．     

基于航电总线的分布式实时监控系统同步算法

随着航空技术、计算机软硬件技术的高速发展,航电综合系统的高精度时钟同步越来越重要,针对多总线分布式实时监控系统要求各设备高度时间同步的问题,本文在分析国内外已有时钟同步算法的基础之上综合考虑了传输时延、时钟偏移误差及网络排队时延,并将实时监控流量带来的网络抖动现象作为重要因素引入到同步算法中,设计了基于TSC的高精度软时钟服务机制,提出一种基于航电总线的分布式实时监控系统时钟同步算法CSA-RTMS,并详细分析了误差范围等性能.实验结果表明,与传统的NTP同步协议相比,该同步方法精度更高,同步效率快,而且受网络抖动影响小.     

智能电表实时时钟技术综述

高精度实时时钟芯片/模块作为智能电表中重要的功能模块,近年成为智能电表领域中的研究热门。其具有低功耗、高计时精度的特点,是智能电表中伴随整个电表寿命的模块。围绕智能电表领域近年来对实时时钟性能和技术的研究,对实时时钟技术进行分析,主要包含晶体封装在芯片内部、晶体作为芯片外部分立元器件、无晶体实时时钟等方面。     

一种基于改造时钟系统的Linux实时化方案

Linux是一种通用操作系统,但不适合实时应用。针对上述问题,通过对Linux时钟系统管理方面的研究,提出一种针对时钟的改进策略,以此为基础,根据实时应用的特点设计高精度定时器。实验证明,改进方案能有效提高Linux的时钟精度,满足实时方面的需求。     

可移植的多任务定时服务器的设计与实现

实时通信业务使得RTOS(实时操作系统)的应用成为一种必然趋势,但是RTOS提供的时钟功能有限,不能满足时实通信软件对时钟的特殊需求。该文阐述了操作系统中定时器的时钟机制,并且利用其提供的信号机制在linux环境下设计并实现了一种多任务定时服务器,它具有集中式的时钟管理模式和良好的软件移植性。     

网络时钟同步系统的设计

介绍了物理时钟的数学模型及其震荡规律,提出相应的时钟同步模型,并对领导时钟的选择算法、同步过程、时间数据报选择以及时钟校正机制进行了详细的分析和设计.最后,通过试验数据证明,本文所设计的网络时钟同步系统具有可行性.     

一种基于Linux操作系统下时钟系统的改进机制

随着Linux操作系统的成功,改进Linux的设计和性能,使其应用于实时领域受到了越来越多人的关注。考虑到Linux目前的时钟粒度仍然粗糙,它将直接影响到整个内核的实时性能,文中提出了一种基于Linux操作系统下时钟系统的改进机制,找出修改时钟系统提高实时性的具体方法。实验结果显示,所作改进以不大的代价有效地提高了Linux的实时性能。     

OSEK操作系统定时机制优化设计

OSEK/VDX操作系统标准是被汽车电子业界普遍接受的工业标准。为了满足汽车电子可靠性和实时性的要求,需要尽可能提高操作系统的定时机制对定时事件响应的速度。因此,分析定时事件在嵌入式系统中的表示,通过使用ICTOH算法、堆排序和硬件计数器对OSEK操作系统的定时机制进行优化设计。对比实验结果表明,该方法能获得更高的效率。     

一种测控通信软件的数据发送定时器设计

实时性和可靠性是测控通信系统必备的性能.本文结合基于UDP协议的测控通信软件的特点,针对提高系统的效率和实时性,提出了数据发送定时器设计的新方法,它包括数据发送缓冲区队列、数据发送定时器的定时算法、数据发送定时器的定时值、数据发送缓冲区的空间收集等四个部分.经过测试,本设计能够满足测控通信系统功能的要求.     

基于PowerPC的高精度定时器设计与实现

实时系统中定时器的精度直接影响到任务的及时响应和正确执行。普通嵌入式Linux的定时精度较低,无法满足实时需求。通过对高精度定时器的研究,针对PowerPC平台硬件特点实现一种高精度定时器,同时提出基于PowerPC平台的高精度定时器框架,易于进行移植。测试结果表明,改进后的定时器定时精度和延迟时间都达到微秒级,为系统中实时任务的正确执行提供了必要条件。     

基于LabWindows/CVI异步定时的多通道数据采集

多通道数据采集在测控领域具有广泛的应用价值。提出了以虚拟仪器LabWindows/CVI为软件平台,利用多线程技术中的异步定时机制开发的多通道数据采集系统。硬件采用PCI-6221多功能数据采集卡获取多路信号数据。多线程技术用于采集程序和人机接口的开发,主线程用于用户界面控制和通道初始化设置,异步定时回调函数作为次线程用于数据采集和实时显示。实验结果表明,该方法不仅开发成本低,而且能够满足系统实时性的要求。     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了Monta Vista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了MontaVista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

实时以太网系统中控制与通信的协同调度方法

为了提高实时以太网系统的运行效率和通信实时性,在EPA（Ethernet for Plant Automation）确定性通信调度的基础上,提出了控制与通信的协同调度方法。该方法将EPA设备的通信宏周期划分成通信时间片和控制时间片,在系统中设置定时器,在通信时间片或控制时间片到达时,由定时器引发中断,在执行中断处理程序时获取当前时间,根据当前时间位于通信时间片内或控制时间片内来分别执行通信任务或控制任务。实验结果表明,该方法能够有效避免功能块的无效执行和数据的无效传输,提高系统的运行效率和通信实时性能。     

Linux内核中一种高精度定时器的设计与实现

CGL(Carrier Grade Linux)是由开源组织(OSDL,Open Source Development Lab)发起的、专门针对电信级服务的Lin-ux。CGL在标准Linux的基础上,增加了一组为适应电信运营环境而设计的特性。某些电信应用对实时性有较高要求,普通Linux在实时性方面和电信平台的要求之间还存在一定的差距。为增强系统的软实时能力,CGL要求提供一种精度在0.1毫秒以上高精度定时器(high-resolution timer)。首先介绍Linux内核2.6.x中时钟与定时器的情况,然后详细阐述这种符合POSIX1003.1b API标准的高精度定时器的设计与实现,最后总结该定时器的性能并得出结论。     

Linux平台下增强型定时器服务的研究

智能化的嵌入式产品普遍需要一定的实时性，这对定时机制提出了更高的要求。本文针对 linux 平台的用户态定时 器服务的现状，提出了增强型定时器的设计方案，主要是在多模式、并行性及时间粒度方面做了改时。