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节点的同步时钟

发布时间:2022-05-16 作者: 来源: 阅读量:0

[摘要]节点的同步时钟管理模型是对容错机制进一步分析的基础。采用部分高质量晶振与其他低质量晶振相结合的同步方式,通过算法设计,在保证同步精度的同时降低成本。采用相位调整与频率调整相结合的方式,获取较高的同步精度。

  从时钟同步角度,本地时钟发生故障的原因有两个。一是本地节点无法正确的与其他节点进行同步消息交换;二是本地定时器产生的本地全局时钟信息与系统中其他在时钟同步上达成一致的正确节点间的全局同步时钟偏差大于δ。


  市场上的晶振在质量和价格上差异很大。漂移率较小的晶振价格昂贵。通常计算机使用的晶振漂移为50-100ppm,而普通手表中使用晶振的漂移率为1ppm。如果使用漂移率为20ppm的晶振计时,每秒钟与标准时间的最大可能误差可达20us。如果两个晶振分别快20ppm和慢20ppm,那么两个20ppm晶振的1秒计时误差可达40us。可以证明,节点间最大时钟偏差时是漂移率和同步间隔的线性函数。如果节点的漂移偏差超过一个给定的精度范围,可认为节点时故障的。而低成本低质量的晶振更容易实现大的漂移,因此更容易造成节点的故障。


  晶振的漂移并不是一成不变的,随着器件老化、电压和环境温度的变化,晶振的漂移率也会变化。因此需要用算法动态的适应晶振的漂移,保证时钟的漂移偏差小于给定精度要求。如何利用较低质量的晶振实现一个高可靠,具有长期稳定性和高精准度的全局时基,是分布式时间同步研究的热点。


  时钟频率调整又称为时钟速率调整,是时钟同步逻辑计算本地定时电路中MT嘀嗒间隔与其他节点MT嘀嗒间隔的差值,通过修改分频器参数调整本地MT嘀嗒间隔,实现与其他节点的时钟同步。相比于相位调整,频率调整粒度更细,因此可以取得更好的效果。为了频率调整的精确性,分频参数可能不是整数,因此分频参数一般用有理数M/N表示,其中M和N为正整数。


  节点的同步时钟管理模型是对容错机制进一步分析的基础。采用部分高质量晶振与其他低质量晶振相结合的同步方式,通过算法设计,在保证同步精度的同时降低成本。采用相位调整与频率调整相结合的方式,获取较高的同步精度。


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