一种标准接口授时卡关键性能评估方法与流程

本发明涉及计算机操作系统时间服务性能测试，尤其涉及一种标准接口授时卡关键性能评估方法。

背景技术：

1、为计算机、工作站、服务器提供高性能的时间服务，是时间频率统一专业的研究方向之；其产品形态多以pci-e授时卡、pxi授时卡、pci授时卡、cpci授时卡为主，这类产品或自主接收卫星时间（如图1）或接收时间服务器下发时间（如图2）形成时间组网，再通过授时卡的标准接口为终端提供时间服务，从而达到大系统时间同步的目标。由于时间到达操作系统桌面层后，己是软件消息信号，常规测试方法只能对硬件化信号进行评估，无法对软件消息信号的性能进行评估；因此终端桌面的时间准确度、稳定度等指标，以及终端间桌面的性能只能进行定性分析，无法进行定量分析。

2、图1、图2所展示的为现有技术方案中自主接收卫星的终端组网时间服务系统及接收服务器的终端组网时间服务系统架构图，在现有技术方案中，接收卫星时间或接收时间服务器下发时间形成时间组网，再通过授时卡的标准接口为终端提供时间服务。在这个过程中，时间到达标准接口授时卡的性能可以很好的评估，但授时卡到达终端设备软件桌面应用层的时间服务性能精度无法定量分析，终端与终端之间的时间服务性能精度亦无法得到有效评估。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种标准接口授时卡关键性能评估方法，对标准接口授时卡关键性能，即对抖动、单张授时卡的授时精度以及授时卡与授时卡之间的授时精度进行评估，解决高精度时间信号传递到终端的操作系统应用层后性能的分析评估，具体技术方案如下。

2、一种标准接口授时卡关键性能评估方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：运行配置于各个终端上的测试驱动模块，测试驱动模块内置测试驱动程序将授时信号转换为周期性秒信号，终端输出周期性的秒信号作为被测信号；

4、步骤s2：配置高性能计数器，接收各个终端输出的周期性的被测信号，测试标准秒信号与终端输出的被测信号的相位差；

5、步骤s3：输出高性能计数器的测试结果到数据分析装置，评估授时精度。

6、在一种优选的实施例中，所述终端测试驱动模块运行于操作系统的内核层；终端测试驱动模块的控制过程为原子操作且在执行原子操作的过程中独占cpu的状态，同时不接受来自操作系统人为的延时以及调度，执行过程时间绝对。

7、在一种优选的实施例中，所述测试驱动模块内置测试驱动程序将授时信号转换为周期性秒信号，终端输出周期性的秒信号作为被测信号，具体包括以下步骤：

8、步骤s11：定义蜂鸣器接口的寄存器地址和数据位，读取蜂鸣器接口状态并将蜂鸣器状态配置为初始化状态，在系统启动完成后，将蜂鸣器的接口状态设置为输出低电平；

9、步骤s12：定义标准接口授时卡中断的寄存器地址和数据位，配置标准接口授时卡的中断周期，将标准接口授时卡的中断周期写入寄存器，允许标准接口授时卡中断；

10、步骤s13：定义中断服务程序，在中断服务程序中读取蜂鸣器接口状态，对蜂鸣器接口的状态电平取反，将新的蜂鸣器接口状态写入寄存器；

11、步骤s14：退出中断服务程序，授时软件信号转换为硬件化的秒信号，终端输出秒信号作为被测信号，返回步骤s13。

12、在一种优选的实施例中，所述蜂鸣器初始化状态为关状态。

13、在一种优选的实施例中，当有两张或两张以上标准接口授时卡时，同时连接每张标准接口授时卡和对应终端，每个终端均将输出的周期性被测信号接入同一个高性能计数器进行测试；所述两张或两张以上标准接口授时卡包括同类型完全相同的标准接口授时卡和不同类型功能相同的标准接口授时卡。

14、在一种优选的实施例中，当只有一张标准接口授时卡时，该标准接口授时卡与对应终端连接，高性能计数器的测试还包括：测试终端输出的被测信号的抖动，并将测试结果输出到数据分析装置，供后端数据分析授时精度。

15、在一种优选的实施例中，所述后端数据分析授时精度根据高性能计数器输出的相位差计算结果以及周期性信号抖动测试结果对标准接口授时卡同步精度指标进行定量分析，判断是否符合需求；所述标准接口授时卡同步精度指标包括但不限于：平均相位差，最大相位差和周期性信号抖动。

16、在一种优选的实施例中，所述标准接口授时卡的类型包括但不限于pci-e授时卡、pxi授时卡、pci授时卡和cpci授时卡。

17、在一种优选的实施例中，所述终端包括但不限于pc机、工控机、工作站和服务器。

18、本发明的有益效果：本发明提出了一种标准接口授时卡关键性能评估方法，将各类标准接口授时卡接收卫星时间，或接收时间服务器下发时间形成时间组网再通过授时卡的标准接口为终端提供时间服务过程中产生的无法评估性能的常规软件消息信号进行硬件化处理，通过对输出的周期性终端软件硬件化秒信号进行分析，可对标准接口授时卡为操作系统提供高性能时间服务的能力与性能进行评估，并通过输出的测试结果数据实现定量分析。

19、通过本发明技术方案对标准接口授时卡关键性能（即授时精度和抖动）进行评估，可解决单张标准接口授时卡抖动、时间性能精度方面的评估问题，也可解决型号不同的标准接口授时卡之间的时间同步性能的评估。通过本发明的系统与方法可以实现时间从授时卡传递到操作系统应用层后的定量分析，填补了时间在操作系统应用层层面定量分析的空白，为时间服务系统组网，系统监控、系统数据分析提供了奠定了坚实的基础，有效的解决了通过标准接口授时卡为终端操作系统授时定量分析的问题，本方法将软件消息信号硬件化，将测试终端操作系统授时信号的抖动、准确度、稳定性等指标变为现实，为后续大系统数据具备可分析性、可追溯性，可挖掘性垫定坚实的基础。

技术特征：

1.一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述终端测试驱动模块运行于操作系统的内核层；终端测试驱动模块的控制过程为原子操作且在执行原子操作的过程中独占cpu的状态，同时不接受来自操作系统人为的延时以及调度，执行过程时间绝对。

3.根据权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述测试驱动模块内置测试驱动程序将授时信号转换为周期性秒信号，终端输出周期性的秒信号作为被测信号，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述蜂鸣器初始化状态为关状态。

5.根据权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，当有两张或两张以上标准接口授时卡时，同时连接每张标准接口授时卡和对应终端，每个终端均将输出的周期性被测信号接入同一个高性能计数器进行测试；所述两张或两张以上标准接口授时卡包括同类型完全相同的标准接口授时卡和不同类型功能相同的标准接口授时卡。

6.根据权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，当只有一张标准接口授时卡时，该标准接口授时卡与对应终端连接，高性能计数器的测试还包括：测试终端输出的被测信号的抖动，并将测试结果输出到数据分析装置，供后端数据分析授时精度。

7.根据权利要求6所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述后端数据分析授时精度根据高性能计数器输出的相位差计算结果以及周期性信号抖动测试结果对标准接口授时卡同步精度指标进行定量分析，判断是否符合需求；所述标准接口授时卡同步精度指标包括但不限于：平均相位差，最大相位差和周期性信号抖动。

8.根据权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述标准接口授时卡的类型包括但不限于pci-e授时卡、pxi授时卡、pci授时卡和cpci授时卡。

9.权利要求1所述的一种标准接口授时卡关键性能评估方法，其特征在于，所述终端包括但不限于pc机、工控机、工作站和服务器。

技术总结
本发明公开了一种标准接口授时卡关键性能评估方法，该方法对标准接口授时卡提供到操作系统桌面的授时信号进行定量分析，解决标准接口授时卡仅作定性分析的问题，为计算机仿真学，数据挖掘，数据高速传递的通信学垫定基本；该方法评估标准接口授时卡的指标包括的准接口授时卡提供到操作系统桌面授时信号的授时精度及抖动，整个方法构思如下：标准接口授时卡将恢复后的时间源信号转换为授时信号，授时信号通过标准接口送入操作系统桌面，桌面利用测试驱动程序将授时信号转换为周期性秒信号，将周期性秒信号作为被测信号送入高精度计数器，高精度计数器测量外部输入的标准秒信号与被测信号之间的相位差以及被测信号的抖动指标。

技术研发人员：王艳奎
受保护的技术使用者：王艳奎
技术研发日：
技术公布日：2024/7/23