一种基于反射内存网的超高精度时间统一方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半实物仿真中仿真节点时空一致的技术领域，公开的一种应用于半实物仿真系统的超高精度时间统一装置及方法，该方法采用的装置包括：时间管理计算机、客户机、中心光纤HUB；所述时间管理计算机通过光纤与中心光纤HUB上位端相连；所述中心光纤HUB下位端分别通过光纤与客户机相连；相邻分系统的中心光纤HUB中位端通过光纤相连。本发明专利技术通过反射内存网对系统各节点设备进行网络授时，克服了大型半实物仿真系统用户节点多、部署分散的难题，保证了大型半实物仿真系统的高度时间统一，对时精度可达到微秒级。设计的时间统一装置结构简单，研制、维护成本低，便于工程实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半实物仿真中仿真实体时空一致的
，尤其涉及一种基于反射内存网的超高精度时间统一方法及装置,本专利技术主要应用于对时间统一精度要求较高的半实物仿真试验系统，特别适用于部署在不同地点的多个半实物仿真试验系统构成的大型仿真试验系统。
技术介绍
时间统一系统，简称时统（TimingSystem），其广泛定义是由各种电子设备组成的一套完整的系统，提供标准时间和频率信号，以实现整个系统时间和频率的统一。在大型半实物仿真试验系统中，若各仿真平台间以及平台内各设备间时间基准不一致，加上信息产生与发送时刻误差、信息传输延迟等原因，将导致信息失真，无法实现信息融合,从而无法精确再现真实系统运行态势，因此，必须建立仿真试验系统时间统一基准，保持各仿真分系统的精确时间同步。但由于大型半实物仿真试验系统中，各仿真节点地理位置分散，功能、性质存在着较大差异，如何利用时统矫正各节点的仿真时间，管理各点运行的时间同步和逻辑一致性成为系统设计的一个关键问题。时间统一的常用方法主要有硬件方式和软件方式。硬件方式主要是为系统配置精度较高的标准时间源，通过双绞线或者其它连接介质连接到用户终端。这种方法时间统一精度虽然很高，但由于大型半实物仿真系统用户节点多、分布分散，大量使用专用线缆和终端设备，造成系统成本昂贵，维护复杂。软件方式主要利用时钟源网站，为用户提供授时服务。此种方法基于现有的系统结构，不需要昂贵的硬件开销，只需要利用软件就能实现，造价低廉。但为了安全需要，大型的半实物仿真系统与Internet等公共网络一般是物理隔离的，且目前大部分网络授时设备都是采用NTP（NetworkTimeProtocol）协议或SNTP协议（简化NTP），在非实时Windows操作系统下同步时间精度不高。
技术实现思路
针对大型半实物仿真试验系统时间统一难题，本专利技术提出一种基于反射内存网的超高精度时间统一方法和装置，利用统一时钟源提供整个系统的标准时间基准，通过反射内存网对系统各节点设备进行网络授时，实现了大型半实物仿真试验系统的高度时间统一。本专利技术方法降低了复杂的软、硬件开销，实现简单，时延小，错误检测和恢复机制良好。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，包括：时间管理计算机、客户机、中心光纤HUB；所述时间管理计算机上位端通过数据线与外部高精度授时信号源相连，所述时间管理计算机下位端通过光纤与中心光纤HUB上位端相连；所述中心光纤HUB下位端分别通过光纤与客户机相连；相邻分系统的中心光纤HUB中位端通过光纤相连。一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，所述时间管理计算机由时统解调模块、显示驱动模块、反射卡、主机CPU及主机PCI卡槽构成；其中时统解调模块输入端通过信号线与外部高精度授时信号源相连，输出端通过PCI总线与主机CPU相连；主机CPU与显示驱动模块输入端相连，显示驱动模块的输出端与显示终端相连；主机CPU通过主机PCI卡槽内设置的反射卡、光纤与中心光纤HUB上位端相连。一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，所述时统解调模块由芯片DSP、时序逻辑转换芯片、电平转换芯片、PCI接口芯片以及外部接口构成；其中外部接口与芯片DSP的地址总线和数据总线相连，芯片DSP与PCI接口芯片间分别通过传输协议转换的时序逻辑转换芯片和电平转换芯片相连。一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，所述客户机由反射卡、客机PCI卡槽、客机CPU、时钟模块和对时模块；所述客机CPU通过客机PCI卡槽内设置的反射卡、光纤连接到中心光纤HUB，客机CPU的时钟端与时钟模块相连，时钟模块通过对时模块与客机CPU的输入端相连。一种基于反射内存网的超高精度时间统一方法，采用时间管理计算机与客户机分别与中心光纤HUB连接，相邻分系统的中心光纤HUB通过光纤连接形成的星形结构反射内存网络；利用时间管理计算机负责全局的时钟控制，高精度授时信号源正常工作时，时间管理计算机通过其获得标准时间基准，定时向反射内存网络中发布标准时间；高精度授时信号源失效时，将事先选取的一台时间管理计算机作为备用标准时钟源，将其时间作为系统统一时间标准，定时向反射内存网络中发布标准时间；客户机通过反射内存网络周期性地与标准时间进行时间校正，实现系统各节点的时间统一，其步骤如下：步骤一：设置各分系统的时间管理计算机和网络拓扑结构，仿真试验系统各分系统中设置一台时间管理计算机，同时确定其中一台计算机为高精度授时信号源失效时的备用标准时钟源；高精度授时信号源与各分系统时间管理计算机相连；各分系统内客户机与时间管理计算机通过中心光纤HUB连接，每个分系统的中心光纤HUB通过光纤相连，形成星型结构反射内存网络；对于大型半实物仿真系统用户节点多、分布分散，时统选用星型拓扑结构的反射内存网结构，能够提高时统的可靠性和精度；所述的时统网络结构采用主从时钟架构，高精度授时信号源作为整个系统的主时钟，为系统提供统一的时间标准，各分系统的时间管理计算机，接收标准时间信息，保证各分系统网间的时间统一；时间管理计算机作为各分系统的主时钟，为分系统各用户提供一致的自然时间和仿真时间，保证分系统内部的时间统一，使整个系统内所有用户的时间统一；步骤二：进行网络通断检测，每台客户计算机向时间管理计算机发送信息，检测网络通断，直到检测所有网络连接正常后才继续下个步骤的操作；步骤三：根据高精度授时信号源的工作情况，确定标准时间信息获取途径，高精度授时信号源产生稳定时间基准，时间管理计算机接收并解析高精度时钟源时间数据包，作为系统标准时间；若高精度授时信号源失效，利用已定时间管理计算机作为备用标准时钟源，将其本机时间作为系统标准时间；高精度授时信号源选用星载高精度时钟源，将其作为整个系统的主时钟，正常工作时，产生稳定标准时间数据包；每个分系统时间管理计算机的时统解调卡接收标准时间数据包，提取并解析包中的高精度时间信号；主机CPU接收时统解调卡时间信号，将其转化为本时区时间信息作为系统标准时间，并存储到内存中；显示驱动模块外接显示终端，能实时显示CPU提供的标准时间信息；当星载高精度时钟源失效时，将备用标准时钟源本机时间作为系统标准时间，存储到内存中，同时其它分系统节点时间管理计算停止时间写入、写出；步骤四：时间管理计算机周期性地将标准时间信息发布在反射内存网共享内存的时统区中；时间管理计算机周期性地向反射内存网共享内存写入标准时间信息，时间管理计算机写标准时间的周期是可调的；在反射内存网共享内存中划分一段地址空间即时统区，用于进行系统对时；时统区划分标准时间存储区，对时请求区和同意请求区，标准时间存储区用于存储标准时间信息；若高精度授时信号源正常工作，各分系统时间管理计算机周期性的将从高精度授时信号源获取的标准时间信息发布在反射内存网共享内存中相应的标准时间存储区内；若高精度授时信号源失效，作为备用标准时钟源的时间节点计算机，周期性的将本机时间作为标准时间信息发布在反射内存网共享内存中相应的标准时间存储区内；当外部高精度授时信号源时间信息或者备用标准时钟源时间是不断更新的，因此时间管理计算机需要定期更新共享内存中的标准时间信息；所述时统中，时间管理计算机写标准时间的周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，其特征是：包括：时间管理计算机、客户机、中心光纤HUB；所述时间管理计算机上位端通过数据线与外部高精度授时信号源相连，所述时间管理计算机下位端通过光纤与中心光纤HUB上位端相连；所述中心光纤HUB下位端分别通过光纤与客户机相连；相邻分系统的中心光纤HUB中位端通过光纤相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，其特征是：包括：时间管理计算机、客户机、中心光纤HUB；所述时间管理计算机上位端通过数据线与外部高精度授时信号源相连，所述时间管理计算机下位端通过光纤与中心光纤HUB上位端相连；所述中心光纤HUB下位端分别通过光纤与客户机相连；相邻分系统的中心光纤HUB中位端通过光纤相连。2.根据权利要求1所述的一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，其特征是：所述时间管理计算机由时统解调模块、显示驱动模块、反射卡、主机CPU及主机PCI卡槽构成；其中时统解调模块输入端通过信号线与外部高精度授时信号源相连，输出端通过PCI总线与主机CPU相连；主机CPU与显示驱动模块输入端相连，显示驱动模块的输出端与显示终端相连；主机CPU通过主机PCI卡槽内设置的反射卡、光纤与中心光纤HUB上位端相连。3.根据权利要求1所述的一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，其特征是：所述时统解调模块由芯片DSP、时序逻辑转换芯片、电平转换芯片、PCI接口芯片以及外部接口构成；其中外部接口与芯片DSP的地址总线和数据总线相连，芯片DSP与PCI接口芯片间分别通过传输协议转换的时序逻辑转换芯片和电平转换芯片相连。4.根据权利要求1所述的一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置，其特征是：所述客户机由反射卡、客机PCI卡槽、客机CPU、时钟模块和对时模块；所述客机CPU通过客机PCI卡槽内设置的反射卡、光纤连接到中心光纤HUB，客机CPU的时钟端与时钟模块相连，时钟模块通过对时模块与客机CPU的输入端相连。5.如权利要求1所述一种基于反射内存网的超高精度时间统一装置的统一方法，其特征是：采用时间管理计算机与客户机分别与中心光纤HUB连接，相邻分系统的中心光纤HUB通过光纤连接形成的星形结构反射内存网络；利用时间管理计算机负责全局的时钟控制，高精度授时信号源正常工作时，时间管理计算机通过其获得标准时间基准，定时向反射内存网络中发布标准时间；高精度授时信号源失效时，将事先选取的一台时间管理计算机作为备用标准时钟源，将其时间作为系统统一时间标准，定时向反射内存网络中发布标准时间；客户机通过反射内存网络周期性地与标准时间进行时间校正，实现系统各节点的时间统一，其步骤如下：步骤一：设置各分系统的时间管理计算机和网络拓扑结构，仿真试验系统各分系统中设置一台时间管理计算机，同时确定其中一台计算机为高精度授时信号源失效时的备用标准时钟源；高精度授时信号源与各分系统时间管理计算机相连；各分系统内客户机与时间管理计算机通过中心光纤HUB连接，每个分系统的中心光纤HUB通过光纤相连，形成星型结构反射内存网络；对于大型半实物仿真系统用户节点多、分布分散，时统选用星型拓扑结构的反射内存网结构，能够提高时统的可靠性和精度；所述的时统网络结构采用主从时钟架构，高精度授时信号源作为整个系统的主时钟，为系统提供统一的时间标准，各分系统的时间管理计算机，接收标准时间信息，保证各分系统网间的时间统一；时间管理计算机作为各分系统的主时钟，为分系统各用户提供一致的自然时间和仿真时间，保证分系统内部的时间统一，使整个系统内所有用户的时间统一；步骤二：进行网络通断检测，每台客户计算机向时间管理计算机发送信息，检测网络通断，直到检测所有网络连接正常后才继续下个步骤的操作；步骤三：根据高精度授时信号源的工作情况，确定标准时间信息获取途径，高精度授时信号源产生稳定时间基准，时间管理计算机接收并解析高精度时钟源时间数据包，作为系统标准时间；若高精度授时信号源失效，利用已定时间管理计算机作为备用标准时钟源，将其本机时间作为系统标准时间；高精度授时信号源选用星载高精度时钟源，将其作为整个系统的主时钟，正常工作时，产生稳定标准时间数据包；每个分系统时...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川，张杨，徐忠富，王利华，常文泰，薛芳侠，何荣茂，刘文甫，贺正求，张雷刚，
申请(专利权)人：石川，
类型：发明
国别省市：河南;41