[发明专利]控制器局域网络的同步方法

说明书

本发明提供了一种控制器局域网络的同步方法，包括：每个节点的数据帧的封装：在每个节点的网络控制器从控制器局域网络接收到数据时，将设置在节点的网络控制器上的时钟部件的第一当前时钟值与所述数据封装为数据帧；主控设备和网络控制器之间的时间协调：基于主控设备的主控时钟的时钟值或者时钟部件的第二当前时钟值，协调主控时钟与时钟部件的时钟；主节点与从节点之间的时间的同步：基于同步触发消息，将主节点的网络控制器的时钟部件的第三当前时钟值广播至从节点的网络控制器，从节点网络控制器根据接收的第三当前时钟值更新自身时钟部件的时钟。本发明能够确定消息数据到达的精确时间，有利于消除时间偏差，提高控制器局域网络的同步精度。

技术领域

本发明涉及一种控制器局域网络的同步方法，尤其涉及一种用于高精度时钟同步的控制器局域网络的同步方法。

背景技术

同步基于CANopen协议的控制器局域网络（CAN）中的时钟，有一个基础要求是主节点能够取得CANopen消息到达主节点的精确时间。现有技术的实现方式中，为了满足上层应用层获取CANopen消息数据到达的时间，CAN驱动层对每个收到的数据都会打上时间戳，距离CAN数据到达最近的时间点是CAN数据接收中断函数中所确定的时间点。

如图1所示，目前主流厂商生产的CAN卡11在从CAN网络10接收到CAN帧100之后，将其传输至个人计算机（PC）12，PC 12采取的方法是在驱动层121的中断函数中获取PC时钟值，即高精度计时器寄存器123的时钟值，并将其作为CAN帧100的时间戳124，之后交由应用层122处理。由于此时的PC时钟值与数据真正的到达时间之间存在偏差，即CAN卡11接收CAN帧100的时间到中断响应中获取PC时钟值之间的时间，并且这个偏差存在抖动。

由于linux等操作系统的内核是可抢占的，同时驱动层121在内核中获取PC时钟时，受系统负载、调度以及外部事件等等影响，相邻两个数据到达产生的偏差是不一样的，因此，CANopen协议如果利用这种存在偏差和抖动的时间去同步网络中的各个设备，效果肯定是不理想的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种控制器局域网络的同步方法，能够确定消息数据到达的精确时间，有利于消除时间偏差、提高同步精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制器局域网络的同步方法，所述控制器局域网络包括主节点和从节点，每个节点包括主控设备和与其耦合的网络控制器，所述方法包括：

每个节点的数据帧的封装：在每个节点的网络控制器从控制器局域网络接收到数据时，将设置在所述节点的网络控制器上的时钟部件的第一当前时钟值与所述数据封装为数据帧；

所述主控设备和网络控制器之间的时间协调：基于所述主控设备的主控时钟的时钟值或者所述网络控制器的时钟部件的第二当前时钟值，协调所述主控设备的主控时钟与所述网络控制器的时钟部件的时钟；

所述主节点与所述从节点之间的时间的同步：基于同步触发消息，以所述主节点的网络控制器的时钟部件的第三当前时钟值为基准，将主节点的网络控制器的时钟部件的第三当前时钟值广播至从节点的网络控制器，从节点网络控制器根据所接收的第三当前时钟值更新自身的时钟部件的时钟。

可选地，所述主节点与所述从节点之间的时间的同步包括：

步骤a，基于所述同步触发消息，分别记录所述控制器局域网络内主节点的网络控制器的时钟部件的第三当前时钟值以及从节点的网络控制器的时钟部件的第四当前时钟值，分别记为主节点同步时钟值tm_sync和从节点同步时钟值ts-sync；

步骤b，将所述主节点同步时钟值tm_sync广播至从节点；

步骤c，所述从节点根据所述从节点同步时钟值ts_sync以及接收到的主节点同步时钟值tm_sync更新自身的时钟部件的时钟。

可选地，所述步骤c包括：