异构双时间源无缝切换校时方法、装置、电子设备及介质与流程

本发明涉及切换校时，尤其是涉及一种异构双时间源无缝切换校时方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着智能融合终端在工业控制、车载通信、物联网等领域的广泛应用，该类智能融合终端对时间同步的连续性与稳定性要求日益提高。当前智能融合终端多采用单以太网ntp校时，或简单配置无线链路作为备用时间源，切换策略通常为“主源失效即切备源”，判定依据仅为物理通断或单次超时。该方式存在以下缺陷：其一，有线链路闪断与无线信号波动具有完全不同的失效模式，前者为突发硬失效，后者为渐变软失效，现有同质化判定无法精准区分，极易因瞬时干扰触发误切换；其二，切换过程缺乏时钟平滑机制，直接覆盖rtc产生秒级跳变，导致事件时序错乱；其三，无滞回保护与稳定确认，链路瞬时恢复时引发乒乓振荡。上述问题在弱网、电磁干扰强的场景下尤为突出，迄今未见针对有线与无线链路异构特性的双源切换校时方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异构双时间源无缝切换校时方法、装置、电子设备及介质，针对异构链路特性实施差异化分层判定，配合频率牵引平滑校时与非对称滞回防乒乓，实现弱网下无缝切换，时钟无跳变、系统零振荡。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种异构双时间源无缝切换校时方法，应用于配置有第一通信链路与第二通信链路的智能融合终端，方法包括：按预设采样周期并行获取第一通信链路与第二通信链路的链路状态参数；基于预设的多项协同参数对链路状态参数进行加权计算，得到第一通信链路与第二通信链路各自的链路质量评分；根据三级判定策略对链路质量评分进行有效性判别，生成各链路对应的有效/失效标记；三级判定策略包括物理层硬失效判别、连续超时软失效判别及窗口期内平均指标劣化判别，且针对第一通信链路与第二通信链路的异构特性分配不同的判定权重；当第一通信链路被标记为失效时，进入滞回窗口执行无缝切换准备，缓存上一有效时间戳并启动第二通信链路的稳定性确认计时，滞回窗口的持续时间为预设滞回窗口时长；当第二通信链路连续稳定达到预设稳定确认时长后，采用频率牵引算法对本地时钟进行平滑更新，将时间偏差划分为多个微步进值逐步校正至目标时间，并约束时间戳序列严格单调递增；当第一通信链路恢复后，采用非对称滞回条件判定是否执行回切。

3、在本发明较佳的实施例中，上述三级判定策略具体包括：检测物理层通断标识，若物理层为断开状态则直接标记当前链路失效；检测连续请求超时次数是否达到预设连续检测次数，若是则标记链路进入劣化状态；检测预设稳定确认时长滑窗内的平均往返时延是否大于时延上限，或平均丢包率是否大于丢包率上限，若是则触发切换流程；其中，第一通信链路为以太网有线链路，被配置为主用链路，其一级判定权重高于三级判定权重；第二通信链路为gprs无线链路，被配置为备用链路，其三级判定权重高于一级判定权重，以适配有线链路硬失效与无线链路软失效的异构特性。

4、在本发明较佳的实施例中，上述进入滞回窗口执行无缝切换准备，具体包括：在预设滞回窗口时长内，保持本地rtc独立守时，不中断当前正在执行的校时任务；利用缓存的上一有效时间戳维持对外时序输出，确保切换过程中时序不中断；对第二通信链路进行高频采样，仅当第二通信链路的链路质量评分在预设稳定确认时长内持续满足预设质量阈值后，方确认该第二通信链路为有效目标链路。

5、在本发明较佳的实施例中，上述频率牵引算法具体包括：计算本地rtc当前时刻与第二通信链路对应的目标时间源的标准时刻之间的时间偏差；将时间偏差划分为多个微步进调节量，微步进调节量的数量等于预设稳定确认时长以秒为单位的数值乘以预设系数；预设最大调节步长，在多个校时周期内逐步牵引本地时钟频率逼近目标时间；若时间偏差为负值即本地时钟超前于目标时间，则暂停牵引调节并维持当前守时状态，确保输出至业务任务的时间戳序列严格单调递增且无阶跃突变。

6、在本发明较佳的实施例中，上述非对称滞回条件具体包括：设定切换触发时延阈值为第一阈值；设定回切触发时延阈值为第二阈值，且第二阈值小于第一阈值；当第一通信链路恢复后，同时满足以下两个条件执行回切：第一通信链路在预设稳定确认时长内连续稳定运行，以及第一通信链路的实时往返时延持续低于第二阈值。

7、在本发明较佳的实施例中，方法还包括参数自适应配置步骤：在智能融合终端首次上电或执行复位操作后，自动进入预设时长的学习期；在学习期内，分别统计第一通信链路与第二通信链路的平均往返时延、时延标准差及丢包率分布特征；根据统计结果动态调整时延上限的取值，将时延上限更新为平均往返时延与预设倍数的时延标准差之和，以实现不同现场弱网环境下的参数自适应匹配。

8、在本发明较佳的实施例中，并行获取链路状态参数，具体包括：每间隔一个预设采样周期，并发执行以下读取操作：读取以太网phy芯片的链路状态寄存器，获取物理层通断标识；读取ntp协议交互报文的往返时戳，计算往返时延；读取物理层收发包统计计数器，计算连续丢包数与丢包率；读取gprs模组的信号强度指示值；将链路状态参数按时间顺序存入环形缓冲区，环形缓冲区的写入与读取操作均不阻塞主校时任务。

9、第二方面，本发明实施例还提供一种异构双时间源无缝切换校时装置，应用于配置有第一通信链路与第二通信链路的智能融合终端，装置包括：参数获取模块，用于按预设采样周期并行获取第一通信链路与第二通信链路的链路状态参数；加权计算模块，用于基于预设的多项协同参数对链路状态参数进行加权计算，得到第一通信链路与第二通信链路各自的链路质量评分；有效性判别模块，用于根据三级判定策略对链路质量评分进行有效性判别，生成各链路对应的有效/失效标记；三级判定策略包括物理层硬失效判别、连续超时软失效判别及窗口期内平均指标劣化判别，且针对第一通信链路与第二通信链路的异构特性分配不同的判定权重；无缝切换准备模块，用于当第一通信链路被标记为失效时，进入滞回窗口执行无缝切换准备，缓存上一有效时间戳并启动第二通信链路的稳定性确认计时，滞回窗口的持续时间为预设滞回窗口时长；平滑更新模块，用于当第二通信链路连续稳定达到预设稳定确认时长后，采用频率牵引算法对本地时钟进行平滑更新，将时间偏差划分为多个微步进值逐步校正至目标时间，并约束时间戳序列严格单调递增；执行判定模块，用于当第一通信链路恢复后，采用非对称滞回条件判定是否执行回切。

10、第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现上述第一方面的异构双时间源无缝切换校时方法。

11、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现上述第一方面的异构双时间源无缝切换校时方法。

12、本发明实施例带来了以下有益效果：

13、本发明实施例提供了一种异构双时间源无缝切换校时方法、装置、电子设备及介质，通过按预设采样周期并行获取第一通信链路与第二通信链路的链路状态参数；基于预设的多项协同参数对链路状态参数进行加权计算，得到第一通信链路与第二通信链路各自的链路质量评分；根据三级判定策略对链路质量评分进行有效性判别，生成各链路对应的有效/失效标记；三级判定策略包括物理层硬失效判别、连续超时软失效判别及窗口期内平均指标劣化判别，且针对第一通信链路与第二通信链路的异构特性分配不同的判定权重；当第一通信链路被标记为失效时，进入滞回窗口执行无缝切换准备，缓存上一有效时间戳并启动第二通信链路的稳定性确认计时，滞回窗口的持续时间为预设滞回窗口时长；当第二通信链路连续稳定达到预设稳定确认时长后，采用频率牵引算法对本地时钟进行平滑更新，将时间偏差划分为多个微步进值逐步校正至目标时间，并约束时间戳序列严格单调递增；当第一通信链路恢复后，采用非对称滞回条件判定是否执行回切。该方式中，针对异构链路特性实施差异化分层判定，配合频率牵引平滑校时与非对称滞回防乒乓，实现弱网下无缝切换，时钟无跳变、系统零振荡。

14、本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

15、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。