即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法

摘要

本发明公开了即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法，包含以下步骤：步骤1、由主控板卡统一发送时标脉冲和与之对应的时标，各从板卡根据时标脉冲和与之对应的时标进行时间标度修正；步骤2、采取高速等间隔采样；步骤3、采用可选择的滤波算法，对信号的有效性进行确认；步骤4、将时间间隔小的信息进行时间合并记录；步骤5、将含有时标信息的数据或事件设定为高优先级，优先传送；步骤6、各个板卡将时标信息或事件传输至主控板后，主控板将信息进行整理，本发明的有益效果是：1、解决智能板卡间高速信号传输过程中，信号传输时延问题；2、解决智能板卡间高速数据传输的时差问题，真正实现板卡的即插即用。

说明书

技术领域

本发明涉及数据记录技术领域，具体是即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法。

背景技术

在实时系统(实时测控设备)中，设备所使用的CPU只有一个，时钟也只有一个，信息采集发生在一个时间点，基本上不存在时间误差，既有的时间误差主要存在于采样时间间隔。如图1所示。

事件a和事件b发生时间近，且发生在采样时间点T1之前，事件a和事件b的事件发生时间均记录为T1。

事件c和事件b发生的时间更近，但是事件c在采样时间点TI后采样时间T2之前，事件c的事件发生时间记录为T2。

如此，时间b和事件c的误差为采样时间间隔T。

如果使用多个智能板卡进行数据收集，一般不能将数据信息时间误差限定在10毫秒内，原因：1、无统一的时标，采集时间点不同；2、传输速度慢；3、采样时间间隔长。所以，多智能板卡方案一般应用在PLC等过程控制领域，时间精度要求不高。

发明内容

本发明的目的在于提供即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法，包含以下步骤：

步骤1、由主控板卡统一发送时标脉冲和与之对应的时标，各从板卡根据时标脉冲和与之对应的时标进行时间标度修正；

步骤2、采取高速等间隔采样；

步骤3、采用可选择的滤波算法，对信号的有效性进行确认；

步骤4、根据具体应用中对信号时间一致性的要求，将时间间隔小的信息进行时间合并记录；

步骤5、采用高速竞争总线，将含有时标信息的数据或事件设定为高优先级，优先传送；

步骤6、各个板卡将时标信息或事件传输至主控板后，主控板将信息进行整理，如果先传输并记录了后发生的事件，则将先发生后传输的事件插入到事件记录链表中。

作为本发明的进一步技术方案：所述步骤1的目的是统一时间标度，保证板卡间时间误差不超过20微秒。

作为本发明的进一步技术方案：从板卡在没有接收到主控板卡的对时命令时，从板卡可以通过自身的时钟进行时标更新。

作为本发明的进一步技术方案：所述步骤2的采样间隔为50微秒，保证信号发生时间的记录误差控制在50微秒以内。

作为本发明的进一步技术方案：所述步骤4中，如果要求时间分辨率为1毫秒，可以将时间间隔为100微秒的两个事件统一为前一个事件的时间记录。

作为本发明的进一步技术方案：板卡间采用高速数据CAN总线进行数据传输。

作为本发明的进一步技术方案：所述测控设备中间采用时间脉冲和时标进行板卡间对时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、解决智能板卡间高速信号传输过程中，信号传输时延问题。2、解决智能板卡间高速数据传输的时差问题，真正实现板卡的即插即用。

附图说明

图1为现有技术采样时间示意图；

图2为本发明采样时间示意图；

图3为各智能板卡统一时标流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图2-3，即插即用实时系统中智能板卡间信息记录时间误差的方法，首先，统一各板卡的时标，解决信号时延的问题；对带时标的信息数据用信息链表进行信息插入，解决信息数据上传顺序与信息事件发生时间顺序不一致的问题。

本方法可以将多智能板卡应用中的信息记录时间误差控制在500微秒(1毫秒)，并能够保证时间顺序记录的正确性，完全满足高速测控系统对时间误差的要求。

步骤1、由主控板卡统一发送时标脉冲和与之对应的时标，以统一时间标度，保证板卡间时间误差不超过20微秒；各从板卡根据时标脉冲和与之对应的时标进行时间标度修正。从板卡在没有接收到主控板卡的对时命令时，从板卡可以通过自身的时钟进行时标更新。

步骤2、采取高速等间隔采样，采样间隔50微秒，保证信号发生时间的记录误差控制在50微秒以内。

步骤3、采用可选择的滤波算法，对信号的有效性进行确认。

步骤4、根据具体应用中对信号时间一致性的要求，将时间间隔小的信息进行时间合并，确保在实验中对同一事件不同通道记录的时标一致，举例说明：如果要求时间分辨率为1毫秒，可以将时间间隔为100微秒的两个事件统一为前一个事件的时间记录。如图2所示。

步骤5、采用高速竞争总线，将含有时标信息的数据(事件)设定为高优先级，优先传送，并保证同时传输的事件接收时间误差不超过1毫秒。

步骤6、各个板卡将时标信息(事件)传输至主控板后，主控板将信息进行整理，如果先传输并记录了后发生的事件，则将先发生后传输的事件插入到事件记录链表中。

一般时间采样发生时间的记录方式是：事件a和事件b的事件发生时间记录为T1，事件c的事件发生时间记录为T2，事件d的事件发生时间记录为T3。将采样时间间隔T设为50微秒，则T1、T2、T3之间的关系为：T2＝T1+50微秒，T3＝T2+50微秒＝T1+100微秒。设定TI为1.950毫秒，则事件a和事件b的事件发生时间均记录为T1＝1.950毫秒，事件c的事件发生时间记录为T2＝2.000毫秒，事件d的事件发生时间记录为T3＝2.050毫秒。

其中，事件c与事件b的时间发生记录时间差是50微秒，而两个事件实际发生时间的间隔远远小于50微秒，误差比较大。

本方法中，将时间间隔为100微秒的两个事件统一为前一个事件的时间记录。即将事件c的事件发生记录时间修正为时间b的事件发生记录时间，如此一来，解决发生在采样时间点两侧，事件实际发生时间很接近的事件时间记录的误差偏大的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。