[发明专利]一种多ARM-FPGA联合仿真时间同步方法

说明书

本发明公开了一种多ARM‑FPGA联合仿真时间同步方法，该方法包括：在执行分布式协同任务时，主节点的ARM根据所有节点状态生成协同任务，并事先计划协同任务中每个任务的时间信息，将任务下发给从节点，随后所有节点均会执行该协同任务；所有节点的FPGA会接收同一个高精度时钟源提供的时间同步基准脉冲信息，ARM从FPGA读取时间，当到达任务可执行时间点时向FPGA下达执行指令；每个节点的FPGA接收ARM为FPGA设定的倍频参数，根据倍频参数FPGA设定周期恒定的同步脉冲，当到达同步脉冲时，如果此时有ARM的发射指令下发，则FPGA执行任务发射，并接收数据供ARM读取；每个节点的任务执行时间差异最大不超过100ns。本发明构建的分布式协同系统具有高精度的同步效果。

技术领域

本发明涉及多传感器分布式任务协同技术领域，特别是一种多ARM-FPGA联合仿真时间同步方法。

背景技术

随着环境态势日趋复杂，平台单一传感器的探测能力已无法满足需求，从传感器到控制单元，需要多个节点传感器共同参与才能提升探测性能与效率。在分布式协同领域，由于各个节点设备间没有统一的时钟，各个节点设备之间时间不统一，难以得到同步数据，对探测精度、探测效率都有极大的影响，影响多传感器协同任务的发挥。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种多ARM-FPGA联合仿真时间同步方法，提高了时间同步精度。

本发明公开了一种多ARM-FPGA联合仿真时间同步方法，包括：

步骤1：在执行分布式协同任务时，主节点的ARM根据所有节点状态生成协同任务，并事先计划协同任务中每个任务的时间信息，将任务下发给从节点，随后所有节点均会执行该协同任务；其中，所有节点为一个主节点与若干个从节点；

步骤2：所有节点的FPGA都会接收同一个高精度时钟源提供的时间同步基准脉冲信息，ARM从FPGA读取时间，当到达任务可执行时间点时向FPGA下达执行指令；每个节点的FPGA接收ARM为FPGA设定的倍频参数，根据倍频参数FPGA设定周期恒定的同步脉冲，当到达同步脉冲时，如果此时有ARM的发射指令下发，则FPGA执行任务发射，并接收数据供ARM读取；

步骤3：以步骤2中的方法构建多节点分布式协同架构，每个节点的任务执行时间差异最大不超过100ns。

进一步地，所述步骤1包括：

主节点的ARM为每个任务设置三个时间参数：任务持续时间为，任务开始时刻，发射指令下达FPGA的时刻；其中，每个任务的持续时间不超过，每个任务的结束时刻为；

主节点的ARM计划好每个任务的属性参数后，发送给每个从节点；主节点向从节点发送任务之后，主节点也会执行此任务。

进一步地，所述步骤2包括：

主节点发送任务至从节点之后，设从节点接收到任务的时刻为，当到达时刻时，主从节点的ARM开始执行任务，经过ARM粗同步延时后，ARM在时刻向FPGA下达发射指令，经过FPGA精同步延时后，FPGA在同步脉冲发射时刻执行任务发射，在时刻FPGA接收到数据，在时刻之后FPGA将数据上传至ARM，ARM处理数据直到任务结束；

每个节点的时间同步环节设置在与之间，时间同步的容错控制则主要在之后进行。

进一步地，对于分布式任务，多个节点的以ARM为主的时间粗同步与FPGA为主的时间精同步设置在与之间；以ARM为主的时间粗同步将每个节点的发射时刻同步控制在毫秒级别；ARM在预设任务开始时刻与发射指令下达FPGA的时刻时，，包含发射指令下达之前的准备工作和缓冲时间，缓冲时间用于等待其他节点均已到达发射指令时刻。