跳到主要内容

时间和同步

使用SpeedGoat时序和同步解决方案创建分布式和确定性实时应用程序

涉及多个节点的连接和分布式系统需要与时间参考同步。了解强大而灵活的解决方案SpeedgeaT提供。

例如,可以使用传感器测量跟踪电网中的故障的原点,假设在网格中的每个传感器已知传感器测量的精确时间戳。

需要多台计算机处理高计算负荷的复杂系统是另一个实际示例。它们通常需要快速和确定的数据传输和同步执行。

作为第三示例,需要同步执行来实现最佳控制器响应并最大限度地提高分布式控制系统中的系统效率和可靠性。

基于信号和基于时间的同步

作为系统设计器,您可以选择应用基于时间的或基于信号的同步。该决定通常被绑定到所涉及的设备,所需的同步精度和节点之间的距离。混合拓扑也很常见,特别是对于复杂的多节点系统。

在基于时间的同步中,每个节点的内部时钟与参考时钟同步。这允许以绝对时间(日期和时间)执行和关联同步测量。通过使用全局导航卫星系统(GNSS)提供的Time信号,可以通过全局可用的主时钟同步即可实现长距离。

但是,绝对不需要时间。对于某些应用,例如高速采样,其中一个目标是高度准确的同步执行。这是通过共享跨节点的精确触发和时钟信号脉冲来实现的。该方法被称为基于信号的同步。

基于时间的同步

工业协议

在工业自动化中,很常见的是有多个节点,这些节点被策划同步运行。这需要同步通信和控制。专用协议,如Ethercat DC.(分布式时钟)和PROFINET IRT.(同步实时)提供方法可以确定地传输数据,同时确保节点的时钟与子微秒精度同步。

经常使用I / O接口

Simulink应用程序资源

#

精确时间协议(PTP)

PTP,也称为IEEE 1588标准,为基于以太网的网络提供了高精度同步。在硬件级别上具有内置PTP功能的网络适配器允许同步具有子微秒精度的时钟。该协议会自动校正网络拓扑的传输延迟和变化,使其变得坚固且易于缩放。每个速率的实时目标机器都配备了每个默认的一个或多个PTP的以太网控制器。

经常使用I / O接口

Simulink应用程序资源

#

国际范围仪表组(IRIG)

irg时间码定义了编码时间信息的标准。固定长度的数据在特定的时间间隔内以帧的形式传输,例如irg - b每秒传输一次。irg标准于1960年首次引入,经过多年的广泛采用和改进。应用范围从同步电力系统设备和自动化子系统到通信行业的帧同步。

经常使用I / O接口

#

全球导航卫星系统(GNSS)

通过局部连接同步降低节点之间的距离越来越低。通过使用全球可用的定时源,例如GPS,Galileo或Glonass,可以实现长距离和不同地理位置的同步。通过清晰的天空,静止的接收器模块可以纪律全局时钟,精度为±15ns。然后可以通过使用例如IRIG或PPS(每秒脉冲)通过局部连接连接和同步附近接近的附加节点。

经常使用I / O接口

#

基于信号的同步

同步I / O-anikels

某些控制和测量应用需要I / O通道同步对多个信号进行采样。在这种情况下,相应的SpeedGoat I / O模块配备有专用帧触发引脚和时钟引脚,以在跨通道中同步数据采集。

例如,用于控制电动驱动器,SpeedGeat可配置FPGA I / O模块可用于使用脉冲宽度调制(PWM)驱动功率放大器PWM生成代码模块。相同的PWM通道可以用作触发脉冲,以协调模拟数字转换器(ADC)的操作,以进行相电流的同步采样和直流母线电压。

经常使用I / O接口

Simulink应用程序资源

#

同步I / O模块

可以在其内部时钟和样本触发器中同步多个I / O模块。这允许您轻松扩展可用的I / O界面以满足您的要求,同时保持在相位和频率同步的多个I / O模块上的信号采样。Simulink可编程FPGA也可以使用光纤链路互连,使用Aurora协议进行超低延迟,高带宽通信和同步操作。

经常使用I / O接口

#

使用I / O同步CPU应用程序

各种I / O模块可以中断目标机器的CPU以使I / O功能同步SIMULINK模型。例如,执行整个Simulink模型或函数呼叫子系统,可以通过使用外部PWM信号驱动中断代码模块。同样,Speedgoat的DMA引擎模拟I / O模块可用于同步模型执行以获取固定大小的数据帧。

经常使用I / O接口

Simulink应用程序资源

#

同步多个实时目标机器

有多个选项可以同步多台计算机。fpga和模拟I/O模块可以用来接收来自普通触发源的中断信号。因此,这些模块可以触发Simulink模型或其子集的同步执行。

另一种选择是实施共享内存使用专用的I/O模块,如IO907。除了亚微秒同步之外,这还允许超低延迟和确定性数据交换。

同样可以实现多节点同步操作基于时间的方法

经常使用I / O接口

Simulink应用程序资源

#

产品选择指南

协议 界面 定时准确性

数据交换同一连接

时间措施 Speedgoat硬件
irig. BNC * 10us 没有 绝对 IO821
PTP. 以太网 1us 是的
(非确定性)
绝对 板载以太网端口,以太网I / O模块
GNSS. 无线电信号
(全球可用)
<1us 没有 绝对 IO821
工业协议 以太网
(Ethercat DC,Profinet Irt)
1us 是的
(确定性)
绝对 ethercat.PROFINET.
扳机 模拟/数字 <1us 没有 相对的 模拟I / OFPGA.
CPU中断 一种总线标准,作为PCIe <1us 是的
(PCI,PCIe,DMA)
相对的 FPGA.模拟I / OIO821共享内存
PPS. BNC *(TTL *) <1us 没有 相对的 IO821数字I / O(TTL)

* BNC:一种用于同轴电缆的连接器,“Bayonet Neill-Concelman的初始主义”

* TTL:晶体管晶体管逻辑


相关资源

了解我们如何帮助您的项目

请求配置提案

获得实时目标的提案
机器配置为您的需求。

申请提案

请求免费工作流程演示

好奇如何加速控制设计
使用模块化控制器硬件设置创新?

请求免费演示

有问题吗?

与我们的航空航天专家交谈
关于您的申请要求。

电子邮件给我们