基于时间触发架构的系统通信设计应用研究

本文详细介绍了基于时间触发架构的应用系统通信模型设计方法：结合某型飞机综合数据管理系统（IDMS）应用功能的通信需求,利用“PDevelopmentCluster系统设计工具,构建基于时间触发协议（TTP）的IDMS通信系统仿真模型。TTP精确的全局时钟同步可以为系统提供精确的时钟和单元之间的精确同步,协议的容错机制为...     

VMIC实时网络在导弹半实物仿真中的应用

实时通信技术和同步算法是半实物仿真系统的关键技术。本文针对某型导弹半实物仿真系统强实时性的设计需求,选择VMIC反射内存卡来搭建仿真系统通信网络平台。采用基于VMIC虚拟共享内存软件中间件的设计方法,提出服务器、客户机和监听机3种工作模式,完成了整个实时网络通信程序的开发,解决了实时通信和时钟同步问题。平台仿真结果表明,该半实物仿真系统具有很好的实时性,仿真周期内没有出现数据错帧和丢帧现象,保证了系统数据通信的同步,对导弹武器系统研制具有重要的应用价值。     

基于时钟偏斜的DIMA系统通信调度方法

针对分布式集成的DIMA网络系统提出一种基于时钟偏斜的时间触发通信调度方法。该方法在考虑时钟同步误差和时钟漂移造成的时钟偏斜情况下,对时间触发消息流传输路径相邻上下级联设备的调度窗口进行紧密排布,在时钟偏斜误差范围内实现了时间触发消息的无冲突传输。案例表明,该调度算法实现的消息传输时延与消息最小传输时延一致,保障了时间触发消息端到端传输的确定性;即使考虑时钟偏斜影响,采用该算法所带来的传输延时误差不超过5μs,具有接近消息最好传输延时的保障能力。     

基于局域网的分布式实时处理系统在航天测控领域中的应用研究

对TCP／IP网络技术及异步串行通信技术在航天测控领域中的应用进行了研究分析，并结合实际应用，介绍一个基于局域网的分布式实时系统软件的实现，介绍了该系统实现时钟同步、系统状态监视和多机调度、数据通信、扩充应用程序接口以及系统配置的情况。该软件的数据通信部分，可根据用户所填信息帧的信息路由码，实现用户信息在整个局域网的自动传输。实践证明，该方法正确可靠，使用方便，实时性强。     

多机仿真系统中若干问题的解决方案

提出了多机仿真系统中需要解决的几个问题;在流程控制、台位之间时间同步、多机通信、调试联网程序方面给出了行之有效的解决方案。这些方案在实际应用中都取得了很好的效果,其中多机仿真系统流程控制和时间同步的解决方案可以直接用于同类系统的开发,搭建调试模块的思想对于调试复杂系统具有指导意义。     

飞行训练仿真系统中实时数据同步模型设计与实现

针对下一代航天飞行训练模拟器分布式仿真系统对仿真数据管理与实时同步的高要求,分析了国内外仿真系统数据同步技术发展现状,在前期任务数据分发模型的基础上,提出了基于组播、共享内存和订阅发布技术的局域网仿真数据高速同步方法,设计了一种基于数据语义标识的通信模型。仿真试验表明:此模型合理高效,与上一代同步技术比较,同步时钟提高到10 ms内,相同节点数目时,40 ms仿真周期内数据量提高了近一倍,开发效率提高了一倍以上。     

TTE通信技术在混合安全关键系统的应用

确定性通信是构建混合安全关键系统的关键技术。分析了混合安全关键系统对网络通信的要求,探讨了时间触发以太网的体系结构、时钟同步机制、数据传输控制机制、余度与故障控制机制等,针对混合安全关键系统的要求,详细分析了时间触发以太网的实时性、确定性、高可靠性等特性。分析表明:时间触发以太网是构建混合安全关键系统的优选通信网络,能有效降低系统集成复杂性和费用。     

网络时间协议在航天测控网中的改进与应用

为了解决航天测控网目前覆盖率低的问题,提出了一种具有易实现、低成本和高覆盖率等特点的新型航天测控网.同时,主要实现了利用网络时间协议对系统中的不同设备进行时钟同步.详细讨论了该系统的时钟同步体系结构,以及组成网络时间协议的数据过滤和选择等重要的工程化算法,并对网络时间协议进行了改进,提高了同步精度.该系统对于非航天普通测控网的建设也有较大参考价值.     

FPGA设计中跨时钟域信号同步方法

随着FPGA系统设计的复杂化,系统内部的各个功能模块往往需要工作在不同频率的异步时钟域中,因此系统内核心功能模块与外设的通信设计无法避免地会涉及到跨时钟域的数据与信号的传递问题。尽管跨时钟域的同步问题并不属于FPGA系统设计领域的新问题,但是随着多时钟域系统的常见化和复杂化,使得跨时钟域同步这一要求具备了新的重要意义。在对跨时钟域设计中容易出现的亚稳态现象及其造成的影响进行简要概述与分析的基础上,为了减小亚稳态发生的概率和降低系统对亚稳态错误的敏感程度,提出了四种跨时钟域同步的解决方案,较为详细地阐述了设计方案,对设计进行了评估与分析,并给出了优化设计。     

基于Google Earth的协同飞行可视仿真

基于Google Earth API提供了一个协同飞行仿真系统.该系统利用Google Earth提供的真实卫星影像和三维地形信息,实现了面向互联网用户的飞机加载和动态飞行仿真;同时为了进行多机协同飞行,采用AJAX通信方案实现了多机位置姿态信息在多个客户端浏览器下的一致性更新,该方案简单有效.系统不但具有较强的真实感,而且具备全球三维场景,开发工作量小,可拓展性强.     

载波相位DGPS标校系统时间同步设计与仿真

在设计和实现载波相位DGPS标校系统时,各个子系统之间及内部数据传输过程中存在的时间延迟问题是整个标校系统的关键问题之一。文章针对各子系统数据传输的时间延迟问题,详细介绍了时间同步的不同方法;提出了一种利用GPS OEM板提供外部时间基准与基于TCP网络的时间同步算法处理网络延迟相结合的分布式混合时间同步方案,并对其原理和实现过程进行了阐述;仿真实验证明了分布式混合时间同步方案的可行性和有效性。     

基于PCI总线的LXI B类接口模块设计

介绍了在LXI C类接口模块的基础上,设计的基于PCI总线的LXI B类接口模块。重点解决了基于IEEE1588协议的LXI精密时钟同步技术。在模块设计中采用了FPGA对时间信息加盖时戳和直接获取网络数据包的方法,以提高系统的定时精度。该模块可以与传统仪器组合,构成低成本、高性能的LXI仪器。     

集群编队条件下通导一体高精度时间同步方法

针对集群编队条件下对高精度时间同步的需求，对通导一体高精度时间同步方法进行了研究，将卫星导航系统与数据链系统进行深度融合，提出了动基座条件下基于卫星导航载波差分算法的节点间高精度时间同步算法。该算法通过协同时间驯服的方式来抑制两次定位间隔间受钟漂影响导致的节点间时间同步误差发散以及节点间时钟修正不同步导致的时间同步误差，提升了编队组网条件下节点间的时间同步精度。最后,通过仿真对算法进行了验证。结果表明，时空同步精度可以达到1ns，可有力支撑未来集群编队作战、高精度协同探测、高精度协同制导等典型场景下对节点间高精度时间同步的需求。     

Additive time synchronous system in existing SDH networks

A simplified SDW (synchronous digital hierarchy)-based time synchronous system that does not need modification of existing SDH transmission equipment (STE) and clock supply equipment (CSE) is proposed. The system has auxiliary time synchronizing equipment attached to existing STE and CSE, where frequency and time are separately synchronized, and which enables us to partially time-synchronize an SDH network or to introduce a time synchronous system locally. Experimental time synchronizing devices using a data communication channel (DCC) in the section overhead (SOH) showed potentially satisfactory performance; synchronization errors of a 4-link system are of the order of sub-microseconds     

TTE网络流量转换策略及其延时性能保障调度算法研究

时间触发以太网（TTE）通过精确的全局时钟同步,使时间触发（TT）消息具有了严格的时间确定性。当系统同步精度降低时,TT消息的实时性也将严重受到影响。利用TTE交换机的流量类型转换功能,提出了一种基于消息时间窗检测的转换策略（TT-TWD）。该策略应用于TT流量向速率限制（RC）流量的转换过程,能够避免在系统同步精度降低时,TT消息出现丢包或不可接受延迟的情况。为保障该策略下网络流量的实时性,设计了一种基于流量转换策略的优先级调度算法（PTCTS）。运用网络演算理论对PTCTS算法的实时性进行了分析,并与先入先出（FIFO）算法结果对比,证明了PTCTS算法有效地减小了由TT流量转换而来的RC流量的延迟上界,同时保证了原始RC流量端到端延迟的确定性。     

双向比对高精度物理时间同步方法

提出一种面向未来卫星在轨应用的闭环物理高精度时间同步方法。比较了所提方法与其他时间同步方法的区别与优势，建立了远程系统时间同步基本模型与误差传递模型，基于双向测距和时间传递技术分析了高精度钟差获取原理，给出了时钟调整环路的时域频域参数依赖关系。完成了高精度时间同步地面试验系统构建，测试了开环非调钟状态下钟差测量精度误差、闭环调钟状态下时间同步准确度误差以及长时运行情况下的时间同步监测结果。测试结果表明，该方法能够实现优于1 ns量级的时间同步，为高精度时间同步技术研究提供了新的途径。     

GNSS超快速产品在全球标准时间复现中的应用

为满足大跨度空间范围内的时间同步需求,对基于共视时间比对原理的标准时间复现系统进行改进,采用全视时间比对方法解决原系统应用基线受限的问题.考虑实时性的要求,使用全球卫星导航系统(GNSS)超快速产品(预测部分)提供卫星位置和卫星钟差,以尽可能消除广播星历和钟差对复现结果的影响.分析了常用的几家机构发布的GNSS超快速产...     

消息队列中自定义数据格式的转换

消息中间件能将消息可靠的传送到目的地,并能够对消息进行同步/异步传输;而对于消息的格式,由于不同的消息有着不同的格式,这就将导致消息交互和系统更新的困难,增加了数据在网络中传送的困难性,也使得中间件的普及遇到了不少的阻碍;虽然消息中间件的厂家在原有的产品上增加了消息格式的转换功能,如在:MQ(Message Queue)前端加上一个可以转换数据格式的前置机,但内部消息存储的机制并没有改变;针对这种情况本文将在WebSphere MQ的基础上,在队列管理器中实现消息格式的转换.     

基于EtherCAT通信的双直线电机位置联动控制系统设计

针对传统脉冲、模拟量控制系统在实时性、稳定性和同步性方面的不足,提出了一种基于EtherCAT工业实时以太网通信的双直线电机位置联动控制方案。设计了3种位置联动控制模式,详细分析了EtherCAT的分布时钟补偿算法,并搭建了联动控制试验平台,对所设计的控制系统进行了试验验证。试验结果表明,采用EtherCAT通信的双直线电机位置联动控制系统实时性高,双轴同步、交替响应性能良好,适用于同步精度和响应速度要求都较高的应用场合。     

Comparison of Bit Synchronization Schemes Using AM and Summed Clocks

This paper considers bit synchronization through the use of a separate clock signal which is either amplitude modulated onto or summed with the data signal. For continuous data transmission, such schemes are known to be inferior, in the sense of efficient use of power, to schemes which derive synchronization directly from the data signal. However, these techniques have application in burst systems such as spacecraft command systems, and in systems where receiver simplicity is more important than power conservation. For systems in which the composite data-clock signal subsequently modulates an RF carrier, it is shown that the summed clock signal performs slightly better than the AM clock signal, and that for both signal types, the optimum allocation of power between data and clock is approximately 9:1.