用于在接收器内检测发送器本地时间的方法

摘要

本发明涉及一种用于在接收器(18)内检测发送器(4)上的发送器本地时间(21)的方法，包括下面的步骤：确定用于发送器的本地时间(21)的基准时间(24)，从发送器(4)接收自用于发送器的本地时间(21)的基准时间(24)以后消逝在发送器(4)上的发送器持续时间(23)，以及基于所述用于发送器的本地时间(21)的基准时间(24)和所接收的发送器持续时间(23)确定发送器本地时间(21)。本发明还涉及一种用于用发送器本地时间(21)对发送器(4)生成的数据单元(19)生成时间戳(20)的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在接收器内检测发送器本地时间的方法，一种 用所述发送器本地时间生成时间戳的方法，以及执行所述方法的装置和 计算机程序产品。

背景技术

从DE4438806C1已知，构造为发送器的电子装置可以通过构造 为现场总线的网络向，例如一个作为接收器的主计算机，发送数据。已 知，例如，为了能够评价在接收器中的数据的有效性，在这样的系统中 从所述发送器发送的数据可以被提供有时间戳。为了无差错使用，在发 送器和接收器中使用的时间戳时钟应以相同的时间值运行，以使得在由 发送器生成时间戳的过程中所用的本地时间也在数据被发送的时刻在接 收器内被正确地解读。为此，将在发送器和接收器中的时钟关于它们的 绝对时间值进行同步，但是，这涉及并非微不足道的技术代价。

发明内容

本发明旨在解决改善关于使用时间戳从发送器到接收器发送数据的 问题。

所述问题通过独立权利要求的特征来解决。优选的进一步发展构成 从属权利要求的主题。

根据本发明的一个方面，用于检测发送器和接收器的发送器本地时 间的方法，包括以下步骤：确定用于发送器本地时间的基准时间；接收 来自发送器的自用于发送器本地时间的基准时间以后已经消逝在发送器 上的发送器持续时间，以及基于所述用于发送器本地时间的基准时间和 所接收的发送器持续时间确定发送器本地时间。

在根据本发明的方法中，被发送器发送到接收器的时间戳并没有绝 对时间值发送器，而只是自基准时间以后已经消逝的相对时间。如果从 发送器接收到的相对基准持续时间所涉及的基准时间对于接收器已知， 其可自身在现场构造所需的时间戳。以这种方式，不需要使发送器自身 的时钟保持在精确的绝对时间。使用任一定时器来测量预先可确定的基 准时间的时间间隔并将其发送至接收器足矣。

这样可只为保持接收器上的确切时间值付出代价，而不再为保持发 送器上的确切时间值付出代价。这可以提供很大的优点，尤其是如果最 初引用的电子装置是，例如，只在控制系统中发送所测量的数据而不接 收所述数据并因此自身不必执行任何数据有效性的检查的传感器。此外， 因为对于所有被检测的发送器本地时间采用统一的基准时间，所以如果 在接收器中保持的确切的时间值有误，则所有检测到的发送器本地时间 仍可在所指明的方法的框架中随后被改正。

因为计量器可被特别容易地，经济地和技术地实施为计时器，在所 指明的方法的进一步发展中，所接收到的发送器持续时间为在发送器上 运行的计量器的值。

在所指明的方法的另一个进一步发展中，用于发送器本地时间的基 准时间为同样地发生在发送器和接收器上的事件的时间。这个事件可以 是任何事件，只要一定的绝对时间可以与此事件联系在一起，但其在两 个器件上必须是相同的。因此，例如，网络的初始化或启动可以作为所 述事件。另一个或附加的可能性将是在传感器的情况下：将一定的测量 情况作为所述事件，并且基于所述测量情况确定发送器本地时间的基准 时间。

用于发送器本地时间的基准时间可以定期间隔被重新确定，以，例 如，纠正由发送器发射的发送器持续时间中的偏离和时基误差。

在所指明的方法的优选地进一步发展中，为了确定用于发送器本地 时间的基准时间，检测自事件之后消逝在接收器上的接收器持续时间到 而且将其从接收器本地时间中减去。以这种方式，用于发送器本地时间 的基准时间可在任何特殊时刻在接收器中被确定，而不必将所述用于发 送器本地时间的基准时间自身在存储器内归档。

在所指明的方法的特别优选的进一步发展中，为了确定发送器本地 时间，将用于发送器本地时间的基准时间与所接收的发送器持续时间相 加。

根据本发明的另一个方面，用于用发送器本地时间对发送器生成的 数据单元生成时间戳的方法，包括以下步骤：将自用于发送器本地时间 的基准时间以后消逝的发送器持续时间和数据单元一起从发送器发送到 接收器，并基于用前述方法之一所检测到的所述发送器本地时间，在发 送产生的数据单元的时刻产生时间戳。

根据本发明的另一个方面，设置特别构造为计算单元的装置以执行 所指明的方法之一。

在所指明的设备的本发明的进一步发展中，其包括存储器和处理器。 所指明的方法之一以计算机程序的形式被归档在所述存储器中，并且提 供所述处理器用于当将计算机程序从存储器载入处理器时执行所述方 法。

本发明还涉及一种具有程序编码手段的计算机程序，以便当计算机 程序在计算机上或所指明的装置之一上执行时，执行所指明的方法的所 有步骤。

本发明还涉及包含程序代码的计算机程序产品，当其在数据处理装 置上执行时，所指明的方法之一被执行。

附图说明

下面使用示例性实施方式借助附图对本发明进行了详细说明。在附 图中：

图1示出了具有电子装置的网络的基本视图，以及

图2示出了用于在发送数据的时刻在发送器内确定发送器本地时间 的基本视图。

在附图中，同样的技术元件用相同的附图标记表示并且只被描述一 次。

具体实施方式

参考图1，其示出了包括现场总线连接模块4的电子装置6的网络2的 基本视图。

在本实施方式中，网络2可以是，例如，已知的现场总线，其在设定 命令信号的控制水平下将传感器和执行器结合到工业操作中的控制系 统。该现场总线比如，例如CAN-open(控制器区域网络)，PROFIBUS PROFINET和EtherCAT，均是已知的，将不会在下面进一步描述。

各个电子装置6可以以例如从DE4438806C1中已知的模块化控 制系统的方式构建。各个电子装置可以包括在构建框架内的特定连接模 块4。连接块8可以通过各个现场总线连接模块4连接到网络2。各个连接 块8是由信号导线盘10和供给盘(supplydisk)(未示出)组合而成，通 过其传感器12，执行器14和其他现场设备16可被控制。

此外，主计算机18可以连接到网络2，其具有高于电子装置6的高阶 以控制例如在自动化制造的框架中的电子装置6，以及设置前面提到的命 令信号。

在网络的运行过程中，电子装置6的现场总线连接模块4作为发送器 将诸如错误协议或其它信息的数据19发送给主计算机18。主计算机18作 为接收者接收所发送的数据19并评估所接收的数据19。在这方面，可能 有必要使主计算机18导出所接收的数据19的有效性。

一种可用于主计算机18的测量数据19有效性的可能性是对数据19提 供时间戳20，从其，例如，数据19的产生或生成时间明确地显而易见。 这种时间戳20可以，例如，基于实时时钟，在数据19的发送之前直接在 现场总线连接模块4中生成，然而，其中，必须保证在作为接收者的主计 算机18上也存在与从其中主计算机接收数据的相应的电子装置6的实时 时钟同步的适当的实时时钟。只有这样，在网络2中的所有参与者6，18才 能从同样的时基开始评估数据19的有效性。

然而，在下面无需评价数据19的有效性时，可取消而无需制作可用 于所有网络参与者的实时时钟。例如，如果电子装置6之一必须要专门发 送数据19，将会是这种情况。当电子装置6自身不需要任何时间戳时，主 计算机18可以自身生成时间戳20。对于在主计算机18上生成由电子装置6 发送来的数据19的时间戳20将在下面详细描述。

为了自身生成时间戳19，主计算机18需要发送数据19的电子装置6的 现场总线连接模块4的本地时间21，在下面称为发送器本地时间21。为此， 在本实施方式中，在发送数据19的电子装置6的现场总线连接模块4中采 用相对发送时间生成器22，例如，计数器。该生成器发射经过时间的持 续时间23，在下面称为发送器持续时间23，其从时间基准基础开始，所 述时间基准基础在发送器持续时间被发送到主计算机18时也被描述。

如果发送数据19的电子装置6的现场总线连接模块4向主计算机18发 送数据19，那么其与此数据19同时发送发送时间生成器22的实际发送器 持续时间23。主计算机18使发送器持续时间23和基准时间24相加，其也 在相加部件25中描述，所述相加部件25以这种方式获得上述命名的发送 器本地时间21。主计算机18然后在时间戳生成装置26中从发送器本地时 间21生成时间戳20，并例如在混合器27中基于数据19和时间戳20生成时 戳数据28。

为了执行前述方法，前面引用的基准时间24应该是电子装置6的现场 总线连接模块4发送数据19所参考的时基，并且也是主计算机18共同参考 的时基。在这种情况下，基准时间24可以是在减法部件34中从实际时间3 0减掉接收器持续时间32而得到。在本实施方式中，所述实际时间30从在 主计算机18中运行的实时时钟36中读出。接收器持续时间32是类似于发 送器持续时间23的一个持续时间值。因此，其被从在主计算机18中运行 的相对接收器时间生成器38读出，所述相对接收器时间生成器38可被构 建为电子装置6的现场总线连接模块4发送数据19的计数器。因此，借助 接收器持续时间32可得到上述命名的共同时基并进而得到基准时间24， 发送数据19的电子装置6的现场总线连接模块4以及主计算机18在生成它 们的相应的持续时间23，32时参照该共同时基。

为了创建这样的共同时基和共同的基准时间24，两个相对时间生成 器22，38根据事件由事件40被彼此同步。这样的合适的事件可以是，例 如，在两个网络参与者6，18之一中的插入。然后，所有的相对时间生成 器22，28可以随着所述事件同步的事件40的接收而被启动。

两个时间生成器22，38的事件同步的背景和确定发送器本地时间21 以在主计算机18中生成时间戳20的相关可能性将在下面使用图2进行详 细说明。

然而，发送器本地时间21也是明确的持续时间，其被认为是来自纯 粹说明性地表示的绝对基准时间42，其相当于坐标系中的坐标原点。基 于这种纯粹说明性的绝对基准时间42，绝对发送器本地时间21表示到任 何第一时刻44在时间方面的持续时间，绝对接收器本地时间30表示到任 何第二时刻46在时间方面的持续时间。为清楚起见，绝对发送器本地时 间21在图2中用虚线表示。

相对于上述情况，存在共同基准时间点24，在所述基准时间点事件 同步的事件40发生而且两个时间发生器22，38均被启动。如果在接收到 数据19时在主计算机18中使用它测量了绝对接收器本地时间30，则可以 在事件40开始时，在任意时刻经由主计算机18中也可得到的接收器持续 时间32从该绝对接收器本地时间30计算回共同基准时间24。从此共同基 准时间24开始，主计算机18以上面所引的方式考虑到所接收的发送器持 续时间23，可以明确地确定发送器本地时间21。

附图标记列表

2网络

4现场总线连接模块

6电子装置

8连接块

10信号导线盘

12传感器

14执行器

16现场器件

18主计算机

19数据

20时间戳

21发送器本地时间

22发送时间发生器

23发送器持续时间

24基准时间

26时间戳生成装置

27混合器

28时戳数据

30实时

32接收器持续时间

34减法元件

36实时时钟

38接收器时间发生器

40结果

42基准时间

44第一时间

46第二时间