本发明专利技术的目的为在分布式实时系统的容错通信系统中建立容错的全局时间。为了这个目的，设有容错报文切换单元（200），其包括四个独立的切换单元（211，212，213，214）。这四个独立的切换单元（211，212，213，214）共同建立容错时间。该些终端系统（221，222）经由两个独立的失效沉默通信信道（251，252，253，254）而连接至容错报文切换单元（200），使得即使部分容错报文切换单元（200）或有一通信信道失效，时钟同步和网络连接仍得以保存。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于容错的时间触发通信，以及用于在分布式实时计算机系统的通信系统中建立带有已知精度的容错全局时间(globalen Zeit)的系统和装置。
技术介绍
分布式实时系统包括多个计算节点(即为终端系统，应用软件在其中运行)以及通用通信系统(终端系统经由其而彼此互相交换消息)。带有良好精度的全局容错时基必须在分布式实时系统中建立，以使终端系统可检查实时信息的时间有效性，并进行同步的分布式行动。建立容错全局时基须执行复杂的同步算法。根据本专利技术，为了减轻终端系统的这些同步任务，在通用通信系统中进行分布式容错时钟同步，使得该些终端系统可使用简单的容错主从同步，而获提供全局时间(参见指导用书[5]，第3章)。许多已知的时钟同步方法，如在引用专利[I]至[4]中所公开的方法，使用终端系统的时钟来建立全局时间。因此，为了实现这一点，必须在终端系统中执行复杂的同步算法。如本专利技术所述，容错时间并不是在终端系统中建立，而是在通信系统中建立的。为了这个目的，设有容错切换单元(容错切换器)，其含有四个独立的切换单元，每个切换单元各自形成自主的故障包容单元(FCU)。这四个切换单元通过交换报文，共同建立容错时基。该四个切换单元中的其中两个会形成相应的切换对，因此容错切换单元含有两对切换对。切换对的两个切换单元各自定期向比较器发送同步报文，而该比较器仅会在所收到的该两则同步报文几乎同时到达并内容一致时向终端系统转发同步报文。由于容错切换单元含有两对切换对，此方法容许一切换对中有任何故障。容错通信和容错时钟同步的新颖方法的确切步骤将以附图为基础，于下文更详细描述。本专利技术的目的是通过用于容错时钟同步以及用于时间触发的容错实时通信的方法，而得以实现的，该方法使用多个终端系统以及一个或多个容错切换器，其分别经由至少两条通信信道而连接起来，其中各容错切换器含有第一和第二切换对，该第一切换对含有第一和第二切换器，而该第二切换对则含有第三和第四切换器，且其中该四个切换器各自经由通信信道而连接至其余三个切换器，而其中该四个切换器经由通信信道，使用已知的以报文为基础的内部容错同步算法，建立带有已知精度的内部全局容错时基，且其中多个终端系统可经由与终端系统相关的比较器而分别连接至该两对切换对，而其中第一终端系统经由第一通信信道向第一切换对、及经由第二通信信道向第二切换对发送将被发送至终端系统的相应报文副本，且其中该第一比较器经由通信信道向第一切换器、及经由通信信道向第二切换器发送到达的报文，而其中该第三比较器经由通信信道向第三切换器、及经由通信信道向第四切换器发送到达的报文，且其中该四个切换器切换该些到达的报文，而若报文被发往至第二终端系统，则该些切换器将经由通信信道而向与第二终端系统相关的第二比较器发送相应报文副本，且其中该第二比较器会在时间上的第一报文到达后立即开启带有时限D的时窗，若在这时间间隔D期间未有这报文的第二副本到达第二比较器，则第二比较器将丢弃该报文，而若在这时间间隔D期间有这报文的第二副本到达，则第二比较器将逐位元比较该两则报文，而若该比较器发现了位元错误，则其会中断发送报文，并丢弃该报文，而若这报文的所有位元均无异，则其将经由第二通信信道向第二终端系统完整发送报文，且其中第二切换对以类似方式继续进行，因此在无故障的情况下，报文的两个经检查副本会到达终端系统，而若该两个切换对的其中之一因发生故障或检测到错误而丢弃该报文，则有一正确报文仍会到达第二终端系统，且其中除终端系统收到的报文外，容错切换器亦会定期向所有已连接的终端系统发送两则在切换器中生成的同步报文，其中第一切换对会发送一同步报文，而第二切换对则发送另一报文，而其中同步报文到达终端系统的时间会与同步报文的数据字段(Datenfeld)中所含的时间对应。有利地,该两对切换对被设置成在空间上彼此分开。 在本方法的一个变体中，加签的报文被用作时钟同步的一部分。在另一变体中，在收到外来同步报文后，容错切换器将其内部已同步的时间调适至外来同步报文所预定的时间。有利地,该些切换器延迟报文仅数个位元长度，并使用直通式(cut-through)方法将报文切换至比较器。在本专利技术的一个变体中，比较器延迟报文仅数个位元长度，并使用无错误直通式方法将报文切换至终端系统。终端系统连接至容错切换器，有利地发送混合了事件驱动、带宽受限或时间触发的报文。有关终端系统被允许的时间行为的先验规划信息置于切换器中，使得切换器可检测到终端系统的发生故障的时间行为。有利地，所提供的用于切换器的先验规划信息是带有发送方的电子签署的。若用于切换器的先验规划信息是加密的，则更为有利。在本专利技术的一个变体中，该先验规划信息可在操作期间被动态地更改。有利地，比较器是以多重发讯的方法操作的。在本专利技术的又一变体中，该些通信信道上不同的信号传播时间由切换对补偿。有利地，该些终端系统产生和使用的报文对应以太网的标准。本专利技术的目的以用于时间触发的容错实时通信的装置进一步实现，该装置包括一个或多个容错切换器，该些切换器各自经由至少两条通信信道而连接起来，其中各容错切换器含有两对切换对，第一切换对含有第一和第二切换器，而第二切换对则含有第三和第四切换器，且其中该四个切换器各自经由该些通信信道而连接至其余三个切换器，而其中多个终端系统可经由相应的与该终端系统相关的专用比较器而连接至该两对切换对，且其中一个或多个上述方法步骤是在该装置中实行的。
技术实现思路
本专利技术的目的为在分布式实时系统的容错通信系统中建立容错全局时间。为了这个目的，设有容错报文切换单元，其包括四个独立的切换单元。这四个独立的切换单元共同建立容错时间。该些终端系统经由两条独立的失效沉默通信信道而连接至容错报文切换单元，使得即使部分容错切换单元或有一通信信道失效，时钟同步和网络连接仍得以保存。附图说明将以附图为基础，描述本专利技术的上述目的和其他新特性。图1显示了容错通信系统的结构的例子，其包括多个容错切换单元。图2显示了容错切换单元的内部设计。具体实施方式将以含有三个切换器和多个终端系统的例子为基础，于下文描述本新颖方法的一可行实施方案。这例子显示了在权利要求书中所述的本方法许多可行实施方案中的一个特定实施方案。图1显示了含有三个容错切换单元101、102和103(下称切换器)和八个终端系统111至118的组态。一个终端系统为前端计算机，部分分布式实时应用程式在其中运行。 由于必须容许一个通信信道失效，因此该三个切换器101、102和103分别以两条通信信道 121和122的方式彼此间连接起来。每个切换器，例如切换器101，含有两对切换对151和 152，而各切换对包含两个切换器。每个切换器各自形成自主的故障包容单元(FCU)。该终端系统111经由通信信道121而连接至容错切换器101的左切换对151，并经由通信信道 122而连接至右切换对152。类似地，其余的终端系统112至118各自经由一条通信信道而连接至容错切换器的一对切换对，并经由另一条通信信道而连接至另一对切换对。图2显示了容错切换器200的内部设计。本专利技术并未限定可连接至切换器的终端系统的数量n，其取决于容错切换器的具体设计。一般而言，η介乎8和16之间。举例来说，四个终端系统分别连接至容错切换器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.07 AT A557/20101.用于容错时钟同步以及用于时间触发的容错实时通信的方法，该方法使用多个终端系统(221、222)以及一个或多个容错切换器(200)，其分别经由至少两条通信信道而连接起来，其特征在于各容错切换器(200)含有第一(201)和第二切换对(202)，其中该第一切换对(201)含有第一 (211)和第二切换器(213)，而该第二切换对(202)含有第三(212)和第四切换器(214)，且其中该四个切换器(211、212、213、214)各自经由通信信道(240、241)而连接至其余三个切换器，而该四个切换器经由通信信道(240、241)，使用已知的以报文为基础的内部容错同步算法，建立带有已知精度(P)的内部全局容错时基，且其中多个终端系统(221、222)可经由与终端系统相关的比较器而分别连接至该两对切换对(201、202)，而其中第一终端系统(221)经由第一通信信道(251)向第一切换对(201)、及经由第二通信信道(253)向第二切换对(202)发送将被发送至终端系统的相应报文副本，且其中该第一比较器(231)经由通信信道(242)向第一切换器(211)、及经由通信信道(243)向第二切换器(213)发送到达的报文，而其中该第三比较器(232)经由通信信道(246)向第三切换器(212)、及经由通信信道(247)向第四切换器(214)发送到达的报文，且其中该四个切换器切换该些到达的报文，而若报文被发往至第二终端系统(222)，则该些切换器(211、213)将经由通信信道(244、245)而向与第二终端系统(222)相关的第二比较器(233)发送相应报文副本，且其中该第二比较器(233)会在时间上的第一报文到达后立即开启带有时限D的时窗，而若在这时间间隔D期间未有这报文的第二副本到达第二比较器(233)，则第二比较器(233)将丢弃该报文，而若在这时间间隔D期间有这报文的第二副本到达，则第二比较器(233)将逐位元比较该两则报文，而若该比较器发现了位元错误，则其中断发送报文，并丢弃该报文，而若这报文的所有位元均无异，则其将经由第二通信信道(252)向第二终端系统(222)发送完整报文，且其中第二切换对(202)以类似方式继续进行，因此在无故障的情况下，报文的两个经检查副本会到达该终端系统，而若该两对切换对(201、202)的其中之一因发生故障或检测到错误而丢弃该报文，则有一正确报文仍会到达第二终端系统(222)，且其中除该些终端系统收到的报文外，该容错切换器(200)亦会定期向所有已连接的终端系统发送两则在切换器(200)中生成的同步报文，其中第一切换对(201)会发送一同步报文，而第二切换对(202)则发送另一同步报文，而其中同步报文到达终端系统的时间会与同步报文的数据字段中所含的时间对应。2.如权利要求1所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈瑟·鲍尔，斯蒂芬·波莱德纳，威尔弗里德·施泰纳，
申请(专利权)人：FTS电脑技术有限公司，
类型：
国别省市：
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