一种现场总线的时间同步方法

摘要

本发明公开了一种现场总线的时间同步方法，包括主站实施过程和从站实施过程。在每个通信周期中，主站将上一个周期的帧发送时刻和帧接收时刻之差以及本数据帧的发送时刻发送给环形网络中。各从站根据二个周期接收数据帧的时间差计算出主站数据帧到本单元的延时时间，再加上主站本数据帧的发送时刻，计算出本站时钟时间，实现时钟同步。本方法在各通信周期中对各从站的时钟进行同步，从站在接收到主站的数据帧后对其时钟进行校正，同步后的时钟偏差决定于通信周期内的晶振漂移误差及处理间隔，因每次通信从站都进行时钟同步，故时钟同步误差不会产生累积。应用本方法同步的系统最大时钟误差为14ns。该方法易于实现，且只占用极小的通信带宽开销。

主权项

一种现场总线的时间同步方法，用于环形现场总线网络通信，包括主站实施过程和从站实施过程，其中，主站实施过程为：第A1步将待发送数据和通信延迟Tdelay填入对应的数据帧，通信延迟Tdelay的初始值设为0，待定时中断时，记录发送时刻Tmain，并该发送时刻Tmain填入到数据帧中，然后同时从两个端口发送出去；第A2步数据进行双向流动，即同一个数据报文Q同时从主站的两个端口发出，依次通过各从站后，又回到主站的两个端口，数据帧返回后，记录数据帧的返回时刻；第A3步计算数据帧的返回时刻与发送时刻的时间差，作为通信延迟Tdelay；第A4步转入步骤第A1步；各从站的实施过程均为：第B1步等待接收主站发送的数据帧；第B2步接收到达的数据帧，记录到达时刻Tb1，将接收的数据帧移入缓冲区，并从该数据帧中提取发送时刻Tmain和通信延迟Tdelay；第B3步接收到达的下一个数据帧，记录到达时刻Tb2，并判断该下一个数据帧与第B2步中接收到的数据帧是否为主站的两个端口同时发送的数据帧；如果是，转入第B4步，否则直接转入第B1步；第B4步计算同一数据帧的到达时间差TΔ＝Tb2‑Tb1；第B5步根据到达时间差TΔ和通信延迟Tdelay计算传输延迟Td＝(Tdelay‑TΔ)/2；第B6步根据提取的主站发送时刻Tmain和计算得到的传输延迟Td计算从站当前的时刻Ts＝Tmain+Td，对从站时钟进行校准；第B7步返回第B1步。