如何解决FlexRay时钟同步的同向漂移
FlexRay规定,发同步帧的节点在属于自己的slot上的相位误差登记为0。假定节点间原来已处于接近同步的情况,对节点1而言,e11=0最小,e14最大,按算法它们将被丢弃,于是校正量将按(e12+ e13)/2计算:
当节点初始相位比参考节点2、3的平均相位早时,应该推迟本节点下一cycle的开始,实现负反馈。就应有T1(1)= T1(0)-Corr1。为了分析问题的需要,假定只作一部分校正,即:
其中系数c≤1,对FlexRay而言c=1。于是有:
推而广之,将各节点的相位差写为向量,可以得到状态方程:
对T1而言,系数a11=1-c,a12= c/2,a13= c/2,a14=0,B=-c,U1=120 ns。对节点2而言,它丢弃最大的e24和最小的e22,U2=80 ns。类似可确定其他节点的系数。所以矩阵A有:
同时有B=-c和U=[120ns 80ns 80ns 120ns]T(6)
对A求取特征根得到:λ1=1,λ2= 1-c,λ3=λ4=1-1.5c。
然而在FlexRay中URT是一个系统性偏差,并不因一次校正而消失,因此按(4)式工作时时钟差会不断移动。当U不变时有:
令(7)式中的第二项为S,则有:
(8)式右边各项均为有限值,而因为A的特征根有λ1=1,(I-A)是不可求逆的,所以S将含有不定值,所以随着n的增加, T(n+1)是不断漂移的。
5 漂移对系统的影响
漂移使通信时钟离标准时钟越来越远,通信时钟初始相位的负值代表它比标准时间延迟(如图1所示)。在延迟超过1个cycle时就会使上次写入的帧还未发出就被覆盖。以cycle=5 ms、100次校正漂9.3 μs计,53763次校正会漂1个cycle,这就是说,8.96 min会产生一次丢帧。由于节点都是同步的,每个slot都会发生丢帧,如果每个cycle有91个静态slot,那么意味着每8.96 min丢失91个帧--平均每6 s丢一帧。而且,如果host时钟是偏快方向漂移,那么丢帧的频度还要增大。
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