基于CAN总线的分布式系统的时钟同步算法研究

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随着计算机日益深入地走进人类的工作生活中,信息技术和网络技术得到了越来越广泛的应用。其中许多关系国计民生的重要应用领域,需要依靠计算机系统的高可靠性和高效率来精确控制关键性的工作任务。这类应用对分布式系统内时钟的一致性和精确性要求很高。因此,如何在分布式系统中精确地同步网络中所有主机的时钟是一个相当重要的问题。 本课题所做的主要工作是以现场总线控制系统为研究对象,对分布式系统内时钟同步技术进行研究,尤其是对基于CAN协议的现场总线控制系统的时间同步技术的研究,并且设计了一个分布式系统时钟同步的试验。文中回顾了分布式系统的基本概念,较为深入地探讨了分布式系统内时钟同步技术,重点描述了Lamport时钟同步算法,并以此为基础讨论了几种时钟同步算法。 针对分布式系统的特点,特别是类似于CAN总线的多主系统,由于没有单一的时钟提供同步机制,对系统的实时性有很大影响。本文在“协商”时钟同步算法的基础上,从减少网络同步开销,提高时钟同步的准确度与精确度的角度出发提出了“阶段分割”同步算法。该算法的采用使网络中同步消息的个数从n~2+2n下降到3n,提高了带宽利用率,并且对时钟精确度、网络波特率以及重同步周期的关系进行了归纳。这一课题的研究具有一定的先进性和创新性。
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