基于分布式系统实现时钟同步的统计平均算法

讨论了分布式系统中时钟同步的系统模型,远端时钟读取方法以及双向通信传输过程,给出了3种不同的时钟同步方案,同时,对基于多次同步消息的冗余传输,提出了新的基于统计平均的时钟同步算法。通过多步时间传输协议,在较短同步周期内对时钟进行同步。     

时钟同步算法的分析和比较

在许多分布式实时系统中.,要求整个分布式系统上的各个处理器时钟彼此同步,因而就要采取各种手段进行同步的处理。时钟同步算法保证了空间上分散的处理器时钟彼此同步。该文研究了当今基于软件实现的忍受故障的几种时钟同步算法:确定性、概率型和统计型同步算法并进行特性分析。本文提出了结构化分析的方法,有助于帮助分布式系统的设计者选择最合适的算法结构、系统硬件构成、故障模型、时钟同步质量等。     

移动无线传感器网络基于扩散的时钟同步

研究了移动无线传感器网络中基于扩散的时钟同步方法,针对当前移动无线传感器网络时钟同步速度较慢 的问题,对影响时钟同步性能的要素进行了分析,并做出了两点改进以提高同步速度。通过仿真的方法,说明移动无 线传感器网络的同步运算轮次、网络节点数目、节点通信范围和运动速度都对同步速度有影响,通过改变节点参与同 步运算的概率可以在不增加总计算量的同时提高同步速度。仿真结果证明,与其他同步方法相比,基于扩散的时钟同 步可以充分利用移动无线传感器网络中节点移动的特性,并且改进方法可以进一步提高网络的同步速度。     

IEEE 1588时钟同步技术在分布式系统中的研究*

为实现分布式系统高精度同步数据采集及实时控制,提出一种基于 IEEE 1588协议的分布式系统时钟同步方法。论文深入分析了IEEE 1588协议的算法原理和本地时钟同步主时钟的过程,提出了时间戳的IEEE 1588实现方案,提供了硬件设计方法,阐述了主从时钟的软件设计流程,在此基础上对主从时钟的同步进行了验证。实验证明：该方法是切实可行的,同步结果达到了10μs同步,为下一步将IEEE 1588大规模应用到分布式工业控制系统中起到了借鉴的作用。     

基于连续时间戳通信模型的时钟同步

时钟同步是分布式系统、通信领域中的核心技术之一。本论文提出了在异步通信网络环境中实现时钟同步的一种新的方法,即采用连续的时间戳通信模型来构造时钟精度差模型,并根据获得的时钟精度差时钟调整。这种方法不仅能够有效的减少流量对时钟同步的影响,而其也可以进一步提高时钟同步的精度和自适应能力。     

基于冗余CAN通道的时间触发技术实现

提出了一种基于冗余CAN通道的时间触发技术,保证了分布节点的时钟在其通信通道失效的前提下仍能保证时钟同步,而不需要额外的电子装置。使用该技术可同时获得较高的带宽利用率,抑制不一致的消息重复率,可应用于需传输大量周期数据和少量非周期数据的分布式安全关键系统。     

一种分布式时钟同步技术设计

时钟同步是分布式网络内各节点设备协同工作的重要前提,网络内许多任务的完成都需以时钟同步作为基础;为了实现分布式系统中高精度的时钟同步,文章在现有的时钟同步技术的基础上,设计了一种分布式时钟同步技术,以北斗卫星授时技术作为主同步机制,单向时钟同步技术作为辅助同步机制;即在正常情况下网络中的节点设备利用北斗卫星进行授时,而在无法顺利接收北斗授时信号的少数情况下,节点设备之间利用单向时钟同步技术完成时钟同步,两者结合共同实现不同情况下高精度的时钟同步;在LabVIEW编程环境下设计仿真程序对方案进行验证,结果表明,该方案可以实现分布式系统中的时钟同步,方案的可行性可以得到验证,然后通过进一步的误差分析可知,误差处在一个可接受的范围内.     

航天器时间触发系统时钟同步算法的仿真分析

时间触发技术已经逐步应用于航天器导航制导与控制(GNC)系统的信息体系结构设计中,由于时间触发技术使用了经典的Welch-Lynch分布式时钟同步算法[1]因此在工程应用中存在固有的系统级时钟定向漂移问题[2].针对上述问题,提出了一种使用单一精确时钟对全系统进行整体时钟校时的方案,根据分布式系统工作时序的特点,使用同步误差的算法解决了单一节点无法修正整个分布式系统参数的问题,使系统可以在有限偏差范围内不断调整时钟相位,避免了系统级的时间误差累计.使用形式化方法对算法进行了有界性和收敛性证明,并在Matlab/Simulink平台中对基于时间触发体系结构的GNC系统进行了数学建模和仿真,仿真结果表明GNC系统内所有节点的时钟偏差收敛且有界,满足实际使用需求.     

基于生成树的无线传感器网络时钟同步算法

考虑到无线传感器网络时钟同步多跳误差累积问题,提出一种基于动态生成树的全网时钟同步算法,只需由根节点开始沿树边广播一次同步消息,全网待同步节点即可采用时钟偏差补偿,并结合贝叶斯后验估计算法对时钟进行准确估计。一个同步轮次内每个节点至多广播两次消息即可完成全网同步。使用OMNeT++软件进行仿真实验表明算法有效降低了多跳累积误差,提高了同步精度,且具有较快的收敛速度和较低的开销。     

EPA网络控制系统丢包分析

针对基于时钟同步技术的时分调度网络控制系统工作方式,分析了基于EPA协议的网络丢包原理.建立在不同实时性要求情况下EPA网络系统的丢包模型,并且分析了时钟偏差抖动为马尔科夫链时,通信周期、时间片长度以及时钟同步精度对系统稳定性的影响.提出了提升EPA系统实时性的方法.最后对EPA系统的稳定性进行了分析.     

基于IEEE1588协议同步技术的研究

随着网络技术的快速发展,分布式测试系统正在测试领域中得到广泛应用,而系统中的时钟同步是分布式测试系统的关键问题。同时,随着测试技术的发展,对分布式测试的同步精度的要求也越来越高。IEEE1588协议颁布后,特别是它可能达到的高精度和较低的开销为人们实现这个要求提供了现实可行的途径。首先分析了IEEE1588的基本原理,然后提出了一种使用硬件时间戳实现IEEE1588的方案,最后对本地时钟校准的方法进行比较分析,并通过实验对两种校准方法的效果进行了验证。     

基于PC104总线技术和EVC软件平台的分布式测试系统开发

介绍了一种应用于万吨编组列车综合试验的分布式测试系统,主要包括:采用PC104总线技术的嵌入式微型计算机技术,基于GPS卫星信号的时钟同步技术,基于GPRS无线通讯网络的数据传输技术,蓄电池和传感器工作状态的自我谤断技术.     

异步环境中基于时钟精度差的时间同步问题研究

随着计算机网络技术和分布式理论的发展，在异步环境中的时间同步问题就显得越来越重要。提出了一种基于时钟精度差的时间同步策略，并给出了相应的证明，同时也讨论了一种基于连续时间变化的领导选择策略，以保证获得正确的标准时钟基。     

井下声波数据压缩系统中FIFO深度的研究

在现代井下声波数据实时无损压缩系统中,广泛采用异步FIFO来解决模块间异步时钟域同步的问题。为了在提高系统工作效率的同时节省硬件资源,FIFO深度选取问题就更加突出。提出了一种基于随机服务系统理论的异步FIFO模型,同时结合压缩系统中哈希桶深的概率分布特性,计算出了异~FIFO深度,从而为实时硬件压缩系统的时序设计提供了理论支撑。     

Rollback recovery in distributed systems using loosely synchronizedclocks

A rollback recovery scheme for distributed systems is proposed. The state-save synchronization among processes is implemented by bounding clock drifts such that no state-save synchronization messages are required. Since the clocks are only loosely synchronized, the synchronization overhead can be negligible in many applications. An interprocess communication protocol which encodes state-save progress information within message frames is introduced to checkpoint consistent system states. A rollback recovery algorithm that will force a minimum number of nodes to roll back after failures is developed     

一种进程间异步通信模型的研究

该文给出了在分布式系统下一种基于消息传递与排队技术的进程间异步通信模型,并给出了消息队列的管理方法和消息传递模式,最后提出了用局部按名手址方式来解决进程寻址问题。     

异步环境中基于主动方式的时间同步问题研究

随着计算机网络技术和分布式理论的发展,在异步环境中的时间同步问题就显得越来越重要。论文提出了一种基于主动方式的时间同步策略,并给出了相应的证明。同时也讨论了一种基于连续时间变化的领导选择策略,以保证获得正确的标准时钟基。该项研究具有很高的实用价值。     

Asynchronous interconnect for synchronous SoC design

System-on-chip (SoC) designs integrate a variety of cores and I/O interfaces, which usually operate at different clock frequencies. Communication between unlocked clock domains requires careful synchronization, which inevitably introduces metastability and some uncertainty in timing. Thus, any chip with multiple clock domains is already globally asynchronous. We have devised a more elegant and efficient solution to the multiple-clock-domain problem. Instead of gluing synchronous domains directly to each other with clock-domain bridges, we use asynchronous-circuit design techniques to handle all clock-domain crossing as well as all cross-chip communication and routing. The phase-locked loop (PLL) and clock distribution can be entirely local to each synchronous core, easing timing closure and improving the reusability of cores across multiple designs. Our solution, Nexus, is a globally asynchronous, locally synchronous (GALS) interconnect that features a 16-port, 36-bit asynchronous crossbar. The crossbar connects through asynchronous channels to clock-domain converters for each synchronous module. To ensure that Nexus will work robustly in a commercial application, we developed and applied many verification and test strategies, including novel variations of noise analysis, timing analysis, and fault and delay testing.     

基于同步有向图的同步测试序列生成方法

使用多测试单元的测试系统可以对多端口协议实现进行一致性测试，但是在进行这种一致性测试时，测试系统各个端口之间可能会出现同步问题，现在，解决同步问题常用的办法是在测试单元相应端口之间增加同步连接，然后通过此同步连接相互发送同步消息来进行同步，多端口协议和其它类型的分布式系统可以用有限状态机模型来描述，目前，同步问题被分为双端口同步问题，多端口同步问题，紧同步问题等多种类型，该文考虑两种有限状态机测试问题，第一种是面向端口的测试，不考虑有限状态机测试单元之间的通信问题，第二种面向组的测试，有限状态机中的各个端口被分成互不相关的多个组，属于不同组中的测试单元之间互不通信，该文提出了一种基于同步有向图的同步测试序列生成方法，这种生成方法适用于Pair同步，Port同步和组同步问题，并且，这种方法也可以用来判断如何在非同步测试序列中增加同步通信，将非同步测试序列转化为同步测试序列。