同星多設(shè)備間的時(shí)間戳同步機(jī)制TSync功能與使用

隨著汽車網(wǎng)絡(luò)測試的通道數(shù)量不斷增加，時(shí)常需要多個(gè)同星設(shè)備同時(shí)連接在同一臺電腦的同一個(gè)TSMaster應(yīng)用程序，并進(jìn)行多設(shè)備同時(shí)執(zhí)行CAN報(bào)文收發(fā)和記錄等功能，必然有多設(shè)備之間的時(shí)間戳同步以及設(shè)備與電腦上操作系統(tǒng)的時(shí)間同步的要求。

為了滿足同星多設(shè)備之間以及設(shè)備與電腦間的時(shí)間同步要求，對此，同星TSMaster推出了TSync同步機(jī)制功能，本文主要介紹TSync同步機(jī)制功能以及相應(yīng)的使用方法。

本文關(guān)鍵詞：TSync同步機(jī)制，多設(shè)備，設(shè)備與電腦，時(shí)間戳同步

目錄

Catalog

1. 設(shè)備間為什么會(huì)有同步誤差

2.TSync時(shí)間同步機(jī)制

3.如何激活同星設(shè)備的TSync功能

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設(shè)備間為什么會(huì)有同步誤差

多設(shè)備運(yùn)行環(huán)境下，每臺設(shè)備均有內(nèi)部時(shí)鐘源。通常為晶振產(chǎn)生，由控制器對脈沖數(shù)量計(jì)數(shù)，進(jìn)而為特定事件（例如報(bào)文接收、發(fā)送完成等）打上時(shí)間戳。如圖 1 所示。當(dāng)多臺設(shè)備收到同一事件時(shí)，我們希望獲得相同時(shí)間戳，但這通常做不到，其誤差來源包括：

相位誤差：例如不同的設(shè)備上電時(shí)序，啟動(dòng)順序等，導(dǎo)致其時(shí)間戳存在固定偏差；

頻率偏差：即使在啟動(dòng)過程中糾正了相位偏差，但晶振的頻率依然存在細(xì)微區(qū)別。

例如常溫溫差為±30ppm的晶振，假設(shè)實(shí)際偏差為10ppm，即百萬分之十，則1個(gè)小時(shí)則會(huì)產(chǎn)生60*60*1000*10/10^6 = 36毫秒偏差，這個(gè)偏差是由最底層器件帶來的，設(shè)備無法單獨(dú)依靠自身進(jìn)行糾正。

圖1 每一臺設(shè)備擁有獨(dú)立的時(shí)鐘模塊

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TSync時(shí)間同步機(jī)制

TSync時(shí)間同步機(jī)制功能是針對同星設(shè)備，包括TC系列、TP系列等CAN/CAN FD設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的同步時(shí)間戳誤差小于500微秒，并保證同星設(shè)備與電腦操作系統(tǒng)的時(shí)間也是完全同步的功能。如圖 2 所示。

圖2 支持TSync時(shí)間同步機(jī)制的TC1013設(shè)備

2.1TSync時(shí)間同步機(jī)制的驗(yàn)證方法

通過兩個(gè)同星設(shè)備進(jìn)行CAN報(bào)文的收發(fā)通信來實(shí)現(xiàn)TSync時(shí)間同步驗(yàn)證，主要驗(yàn)證方法是采用C小程序的CAN報(bào)文發(fā)送回調(diào)事件與CAN報(bào)文接收回調(diào)事件獲取報(bào)文時(shí)間戳，進(jìn)一步計(jì)算設(shè)備A的報(bào)文發(fā)送時(shí)間與設(shè)備B的報(bào)文接收時(shí)間的時(shí)間差值“comp_time”，如圖 3 所示。同時(shí)可以使用圖形模塊準(zhǔn)確觀測設(shè)備間的時(shí)間差值的浮動(dòng)變化情況，得出設(shè)備間的同步效果。

圖3TSync時(shí)間同步機(jī)制的部分驗(yàn)證腳本

如下通過激活和不激活TSync同步機(jī)制的參考測試組，對比兩組測試的設(shè)備間時(shí)間同步差異。

2.2 激活TSync時(shí)間同步機(jī)制的參考測試組

參考測試組1：采用激活TSync機(jī)制并運(yùn)行超過48小時(shí)

參考測試組1的運(yùn)行結(jié)果：

經(jīng)過2天的連續(xù)運(yùn)行與觀測，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的報(bào)文收發(fā)的時(shí)間差值“comp_time”一直保持在220微秒左右。事實(shí)上，這200us的差值主要還是因?yàn)閱?dòng)相位誤差帶來的，因?yàn)椴煌д裨匆鸬恼`差已經(jīng)被控制在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)，因此可以滿足CAN總線通信的絕大部分同步要求。如圖 4 所示。

圖4激活TSync時(shí)間同步的圖形結(jié)果

通過系統(tǒng)消息打印出發(fā)送報(bào)文時(shí)間與接收報(bào)文時(shí)間的實(shí)際時(shí)間戳，以及相應(yīng)的差值，如圖 5 所示。

圖5 激活TSync時(shí)間同步的系統(tǒng)消息

2.3 未激活TSync時(shí)間同步機(jī)制的參考測試組

參考測試組2：未激活TSync機(jī)制

參考測試組2的運(yùn)行結(jié)果：

在未激活TSync時(shí)間同步功能的提前下，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的報(bào)文收發(fā)的時(shí)間差值“comp_time”隨著運(yùn)行時(shí)間的越來越大，對于時(shí)間同步要求比較大的應(yīng)用場合將不太符合。如圖 6 所示。

圖6未激活TSync時(shí)間同步的運(yùn)行結(jié)果

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如何激活同星設(shè)備的TSync功能

激活同星設(shè)備的TSync功能，主要通過升級設(shè)備固件以及在TSMaster軟件端進(jìn)行TSync的控制設(shè)置。

3.1 升級更新設(shè)備的固件

升級同星設(shè)備的固件操作步驟如下：

1. 準(zhǔn)備一臺電腦，并安裝好最新版本的TSMaster軟件，建議版本是V2024.09.23.1185及以上。軟件更新路徑：【幫助】-【檢查升級】-【下載公測版本】。如圖 7 所示。

圖7升級下載最新版本TSMaster

2.將需要升級固件的設(shè)備，通過USB連接至電腦

3. 通過【硬件】-【通道映射】-【硬件】，選擇設(shè)備后，在右方的【設(shè)備固件編譯時(shí)間】處右鍵，選擇【讀取最新固件編譯時(shí)間】，如圖 8 所示。

圖8 讀取最新固件編譯時(shí)間

4. 讀取完成后，選擇【更新設(shè)備固件】，下載提示“加載固件完成”后，選擇【升級】按鈕自動(dòng)升級。如圖 9 所示。升級成功后按提示重新插拔設(shè)備的USB端口。

圖9 升級固件

3.2TSMaster軟件的TSync控制設(shè)置

將設(shè)備連接在TSMaster后，通過【硬件】-【通道選擇】-【設(shè)置】-【TSync控制】，將【使能TSync時(shí)間同步機(jī)制】激活，并可以在下方的“在線支持TSync技術(shù)的設(shè)備列表”中，右鍵進(jìn)行刷新列表。使能TSync機(jī)制過后，支持該機(jī)制的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)硬件時(shí)間戳的同步。如圖 10 所示。

圖10使能TSync時(shí)間同步機(jī)制