一种软件定时发送时间漂移导致时序偶发错位纠错方法与流程

1.本发明属于多设备以太网定时传输软件时序设计领域，特别涉及一种软件定时发送时间漂移导致时序偶发错位纠错方法。


背景技术：

2.一般多个以太网设备组成的集成系统，设备间采用定时发送机制并以udp报文实现通信，定时发送采用统一的时钟信号进行硬件触发，需遵守定时发送机制的设备接收统一的时钟信号，按照时序要求在相应时刻发送规定的报文；实时响应的设备可直接接收报文，不受定时发送接收机制的影响。一般情况下，系统时序建立后，受时统约束，不会发生错位现象。但多条报文在统一的时钟信号来临时刻同时发送，实际上是有先后顺序,由于每次软件运行时资源分配、任务调度等原因，导致个别报文发送时间会漂移零点几个毫秒，一般在1ms以内，这对于在同一时刻对时发送接收的设备而言，在接收报文时会引起时序偶发错位现象，进而引起设备接收数据后处理异常。
3.例如：某车载防御武器系统包括火炮火控设备、中频模拟器设备(用于驱动雷达进行中频训练)、雷达设备、火炮设备；其中按照通信规程要求，火炮火控设备与雷达设备、火炮设备采用定时10ms发送机制，火炮火控设备与火炮设备受统一的时钟信号控制进行对时发送，火炮火控设备在每10ms内，0时刻向火炮设备发送控制报文数据，火炮设备在每10ms内，也在0时刻向火炮火控设备发送状态报文数据，而中频模拟器设备没有采用定时发送接收机制，实时接收到火炮火控设备的控制报文数据；雷达设备在5ms时刻向火炮火控设备发送0时刻状态报文数据，具体时序见图1所示。
4.该车载防御武器系统工作流程要求：在1个10ms周期内，火炮火控设备向火炮发送控制报文数据控制火炮运转，火炮向火炮火控设备发送状态报文数据(包含架位信息)；中频模拟器接收火炮火控设备发送的载车系条件下目标指示信息及火炮发送的状态报文数据(包含架位信息)，由载车系下的目标指示数据减去火炮架位数据从而获得雷达坐标系下的目标数据再经过内部转换，驱动雷达进行中频训练；雷达向火炮火控设备发送状态报文数据(跟踪数据)。
5.该系统设计完成后经数据录取及多次试验验证，具有上述时序关系。从上图可已看出，在各设备在系统统一时钟信号到来时，各个软件发送报文存在微小的先后顺序以及网络延时等原因,即便同时发送的报文也不会同时到达，如上述火炮火控设备报文在前、中频模拟器报文在中间、火炮报文在后、雷达在最后的时序关系，该时序关系在硬件设备固定和相关软件设计完成后相对稳定。由于中频模拟器收到报文在火炮报文之前，同时为确保驱动雷达工作的实时性，中频模拟器在进行载车系下的目标指示数据减去火炮架位数据运算时，只能减去已收到的上个10ms周期的火炮架文数据(例如中频模拟器接到帧号30568的火炮火控设备报文时，减去30567的火炮架位数据)，从而形成了一种固定的数据处理关系，该关系经过试验验证，数据处理正确。但在某次系统运行时，偶然发现由于软件资源分配、任务调度等原因，导致火炮火控设备报文发送时间漂移了零点几个毫秒(一般在1ms以内)，
这对于在同一时刻对时发送接收的火炮火控设备、火炮设备以及实时响应的中频模拟器而言，在接收报文时引起了时序偶发错位现象，如图2所示。
6.从图2可以看出，由于火炮火控设备报文发送时间的漂移滞后，造成中频模拟器接收报文时间滞后于火炮发送报文，此时，中频模拟器接收到了本10ms周期的火炮架文数据，在进行载车系下的目标指示数据减去火炮架位数据运算时，减去的是本10ms周期的火炮架文数据；例如中频模拟器接到帧号30568的火炮火控设备报文时，减去30568的火炮架位数据；从而违反了原运算规则，导致数据处理错误，进而驱动雷达进行中频训练时工作异常。


技术实现要素：

7.为了解决报文发送时间漂移引起时序偶发错位，进而引起设备接收数据后处理异常问题，在不改变原有时序规则设置的情况下，针对无法避免的报文发送时间漂移现象，提出采用软件判别的方法，达到容错的目的，使得设备接收数据正确。
8.本发明的技术方案是：一种软件定时发送时间漂移导致时序偶发错位纠错方法，包括以下步骤：
9.步骤1：在vxworks系统内，中频模拟器接收到火炮发送的状态报文时，打上系统时戳a，并记录当前火炮方位架位数据；
10.步骤2：在vxworks系统内，在收到火炮火控设备发送的目标指示报文时，也打上系统时戳b；
11.步骤3：计算绝对时间c，其中c＝|a-b|；
12.步骤4：判断c与报文发送漂移时间的大小，确定中频模拟器可接收的报文数据。
13.本发明进一步的技术方案是：定义报文发送漂移时间为n，当c大于n时，使用本次火炮发送的状态报文数据，即使用并存储当前火炮方位架位数据；当c小于n时，使用上一周期火炮发送的状态报文数据，即使用上一拍的火炮方位架位数据。
14.发明效果
15.本发明的技术效果在于：本方法在不改变原有时序规则设置的情况下，针对无法避免的报文发送时间的漂移现象，提出采用软件判别的方法，达到容错的目的，使得设备接收数据正确。
16.本发明方法通过在中频模拟器内部设置一个软件计时器，从收到火炮发送的状态报文时开始计时，到中频模拟器收到火炮火控设备发送的目标指示报文为止。当计时时间远大于报文发送漂移时间时，使用该火炮发送的状态报文数据(指架位数据)；当计时器时间小于报文发送漂移时间时，时序偶发错位现象出现，此时使用上一周期火炮发送的状态报文数据(指架位数据)。
17.本方法不论个别报文发送的时间漂移是否引起时序错位现象，均可以达到设备接收数据正确、容错的目的，增加了软件设计的可靠性；
18.本发明同样适用于民用多个以太网设备组成的集成系统。
附图说明
19.图1某车载防御武器系统通信正常时序图
20.图2某车载防御武器系统通信异常时序图
具体实施方式
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.参见图1-图2，下面仍以上述车载防御武器系统为例，具体以火炮方位架位为例，通过对技术方案的细化及从软件工程化角度出发，提出具体实施方式，该方式是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.本发明一种软件定时发送时间漂移导致时序偶发错位纠错方法，具体包括以下步骤：
28.步骤一：在vxworks系统内，中频模拟器接收到火炮发送的状态报文时，打上系统时戳a，并记录当前火炮方位架位数据；
29.步骤二：在vxworks系统内，在收到火炮火控设备发送的目标指示报文时，也打上系统时戳b；
30.步骤三：计算绝对时间c，其中c＝|a-b|；
31.步骤四：判断c与报文发送漂移时间的大小，确定中频模拟器可接收的报文数据；
32.由于报文发送漂移时间并不是一个准确的数值且不超过1ms，可根据实际使用情况设定一个较大数值，例如5ms，
33.当c大于5ms时，使用本次火炮发送的状态报文数据，即使用并存储当前火炮方位架位数据；
34.当c小于5ms时，使用上一周期火炮发送的状态报文数据，即使用上一拍的火炮方位架位数据。
35.本发明方法通过在中频模拟器内部设置一个软件计时器，记录从收到火炮发送状态报文时开始到收到火炮火控设备发送目标指示报文为止的时间间隔；解决了不论个别报文发送的时间漂移是否引起时序错位现象，均可以达到设备接收数据正确，容错的目的，增加了软件设计的强壮性。
36.本发明不仅适用于武器系统，同样适用于民用的多个以太网设备组成的集成系统。
37.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。