一种用于时间同步的方法、设备和计算机可读存储介质与流程

1.本申请涉及时间同步技术领域，具体而言，涉及一种用于时间同步的方法、设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.时间同步系统被广泛应用于航空、航天以及电力通讯领域中，其主要为其他用时设备提供标准时间信号，以实现系统的时间同步。随着现代信息技术的不断发展，时间同步得到了越来越重要的应用。
3.irig(interrange instrumentation group，美国靶场司令委员会的下属机构)，irig
‑
b码是一种串行时间码，被广泛应用于时间信息传输系统中，在时间同步系统中，为了达到irig
‑
b码与时间信号输入、输出的精确同步，通过现场可编程门阵列(fpga，field programmable gate array)来实现irig
‑
b码编码和解码，fpga为整个系统内的从设备分配相干的工作时钟，从而确保从设备具有同源相干的时钟基准。
4.现有技术中的fpga系统无法保证时间同步系统的可靠性，因此，如何提高时间同步系统的可靠性成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本申请实施例的目的在于提供一种用于时间同步的方法、设备和计算机可读存储介质，用以提高时间同步系统的可靠性。
6.第一方面，本申请实施例提供了一种用于时间同步的方法，所述方法应用于时间同步设备，所述时间同步设备包括结构相同的用于处理串行时间码信号的主系统和从系统，其中，所述主系统用于根据时间同步请求对串行时间码进行处理，并反馈时间同步处理结果，所述从系统用于根据所述时间同步请求对所述串行时间码进行处理，所述方法包括：所述从系统定时向所述主系统发送心跳请求数据包，其中，所述心跳请求数据包携带所述从系统发送的心跳计数；所述主系统接收到所述从系统发送的所述心跳请求数据包后，向所述从系统发送心跳响应数据，其中，所述心跳响应数据包括所述从系统发送的心跳计数和所述主系统响应的心跳计数；所述从系统根据所述心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换。
7.在上述实现过程中，在时间同步设备包括结构相同的主系统和从系统，通过主系统和从系统同时根据时间同步请求对串行时间码进行处理，在主系统正常的工作状态下，仅通过主系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，在从系统确定主系统工作状态异常的情况下，执行主从系统切换，由从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，主系统不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，避免了时间同步设备中，单一系统发生故障导致时间同步设备整体无法正常工作，在主系统发生故障时，利用主从系统切换，保证了时间同步设备的可靠性。
8.结合第一方面，在一种实施方式中，所述从系统根据所述心跳响应数据确定是否
执行主从系统的切换，包括：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与所述从系统发送的心跳计数不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
9.在上述实现过程中，主从系统通过心跳信号保持实时通信，并通过心跳信号中的心跳计数判断主系统是否发生故障，进一步便于从系统确定是否执行主从系统的切换。
10.结合第一方面，在一另种实施方式中，所述心跳响应数据还包括通过所述主系统检测的检测数据，所述从系统根据所述心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，包括：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与所述从系统发送的心跳计数相同，但所述检测数据与预设检测数据不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
11.在上述实现过程中，在从系统确定心跳响应数据中的心跳计数正常的情况下，判断主系统的检测数据是否正常，进一步确定主系统的工作状态是否正常，便于从系统确定是否执行主从系统的切换。
12.结合第一方面，在一另种实施方式中，所述从系统根据所述心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，包括：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与所述从系统发送的心跳计数相同、所述检测数据与预设检测数据相同，但所述主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
13.在上述实现过程中，在从系统确定心跳响应数据中的心跳计数与检测数据都正常的情况下，通过判断主系统发送心跳响应数据的频率是否正常来判断主系统的工作状态是否正常，进一步保证在主系统的工作状态异常的情况下，从系统执行主从系统的切换，进一步确保时间同步设备整体的正常运作。
14.结合第一方面，在一另种实施方式中，所述从系统执行主从系统的切换，包括：所述从系统向所述主系统发送切换指令，所述切换指令用于指示所述主系统停止反馈时间同步处理结果；所述从系统反馈时间同步处理结果。
15.在上述实现过程中，从系统在确定主系统工作状态异常的情况下，从系统通过向主系统发送切换指令，指示主系统停止向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，并通过从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果反馈从系统的时间同步处理结果，从而实现主从系统的切换。
16.第二方面，本申请实施例提供了一种用于时间同步的设备，所述时间同步的设备包括：结构相同的用于处理串行时间码信号的主系统和从系统，其中，所述主系统用于根据时间同步请求对串行时间码进行处理，并反馈时间同步处理结果，所述从系统用于根据所述时间同步请求对所述串行时间码进行处理；所述从系统还用于定时向所述主系统发送心跳请求数据包，其中，所述心跳请求数据包携带所述从系统发送的心跳计数；所述主系统还用于接收到所述从系统发送的所述心跳请求数据包后，向所述从系统发送心跳响应数据，其中，所述心跳响应数据包括所述从系统发送的心跳计数和所述主系统响应的心跳计数；所述从系统还用于根据所述心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换。
17.结合第二方面，在一种实施方式中，所述从系统具体用于：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与所述从系统发送的心跳计数不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
18.结合第二方面，在另一种实施方式中，所述心跳响应数据还包括通过所述主系统检测的检测数据，所述从系统具体用于：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与
所述从系统发送的心跳计数相同，但所述检测数据与预设检测数据不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
19.结合第二方面，在另一种实施方式中，所述从系统具体用于：在所述从系统确定所述主系统响应的心跳计数与所述从系统发送的心跳计数相同、所述检测数据与预设检测数据相同，但所述主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同的情况下，所述从系统执行主从系统的切换。
20.结合第二方面，在另一种实施方式中，所述从系统具体用于：所述从系统向所述主系统发送切换指令，所述切换指令用于指示所述主系统停止反馈时间同步处理结果；所述从系统反馈时间同步处理结果。
21.第三方面，本申请实施例提供一种用于时间同步的设备，包括：处理器、存储器和总线，所述处理器通过所述总线与所述存储器相连，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，用于实现如上述第一方面以及第一方面的任一实施方式提供的所述的方法。
22.第四方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面以及第一方面的任一实施方式提供的所述方法中的步骤。
23.本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
24.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本申请实施例提供的一种用于时间同步的方法流程图；
26.图2为本申请实施例提供的一种时间同步的方法实施例图；
27.图3为本申请实施例提供的一种用于时间同步的设备结构示意图；
28.图4为本申请实施例提供的另一种用于时间同步的设备的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的
描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在航空、航天以及电力通讯领域中，时间同步系统用于为其他用时设备提供标准时间信号，以实现系统的时间同步，但单一的系统可靠性较低，若单一的系统发生故障时，系统整体就无法进行时间同步工作，导致系统整体无法正常工作。
32.下面结合图1描述本申请实施例的一种用于时间同步的方法。
33.请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种用于时间同步的方法流程图，该方法可以应用于图3所示的用于时间同步的设备300中，如图3所示的用于时间同步的设备300包括结构相同的用于处理串行时间码信号的主系统310和从系统320，其中，主系统310用于根据时间同步请求对串行时间码进行处理，并反馈时间同步处理结果，从系统320用于根据所述时间同步请求对所述串行时间码进行处理；
34.主系统310与从系统320通过心跳信号连接，当主系统310工作异常时，从系统320检测到主系统310的故障，从而执行主从系统的切换，主系统代替从系统的功能。
35.需要说明的是，本申请实施例中的串行时间码信号可以是指irig
‑
a信号、irig
‑
b信号、irig
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d信号、irig
‑
e信号、irig
‑
g信号、irig
‑
h信号中的一种。
36.需要说明的是，本申请实施例中的主从系统可以是基于fpga的soc(system on chip，片上系统)系统，也可以是基于fpga的sopc(system on a programmable chip，可编程片上系统)系统，但本申请不限于此。
37.作为一种实施例，本申请实施例中的串行时间码信号是指irig
‑
b信号，简称b码信号，本申请实施例中的主从系统是基于fpga的soc系统。
38.作为一种实施例，主系统310与从系统320能够根据外围的定时及授时设备的时间同步请求同时处理b码信号，并都能产生时间同步处理结果，但是，在主系统310工作状态正常的情况下，仅通过主系统310向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，从系统320不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果。当从系统320检测到主系统310的故障，并执行主从系统的切换后，由从系统320向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，主系统310不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果。
39.需要说明的是，本申请实施例中的时间同步处理结果可以是指对b码信号处理后产生的能够为外围的定时及授时设备所接收的时间同步信号，从而使外围的定时及授时设备根据时间同步信号完成时间同步。
40.具体的，如图1所示的方法包括：
41.110，从系统定时向主系统发送心跳请求数据包。
42.其中，心跳请求数据包携带从系统发送的心跳计数；
43.作为一种实施例，主从系统使用心跳信号连接，从系统定时向主系统发送心跳请求数据包，该心跳请求数据包中携带从系统发送的心跳计数。
44.120，所述主系统接收到所述从系统发送的所述心跳请求数据包后，向所述从系统发送心跳响应数据。
45.其中，心跳响应数据包括从系统发送的心跳计数和主系统响应的心跳计数；
46.作为一种实施例，主系统接收到从系统发送的心跳请求数据包后，向从系统反馈心跳响应数据，其中，该心跳响应数据包括从系统发送的心跳计数和主系统响应的心跳计数；
47.130，所述从系统根据所述心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换。
48.从系统根据心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，包括：
49.在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
50.心跳响应数据还包括通过主系统检测的检测数据，从系统根据心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，包括：
51.在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同，但检测数据与预设检测数据不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
52.从系统根据心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，包括：
53.在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同、检测数据与预设检测数据相同，但主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
54.从系统执行主从系统的切换，包括：
55.从系统向主系统发送切换指令，切换指令用于指示主系统停止反馈时间同步处理结果；
56.从系统反馈时间同步处理结果。
57.作为一种实施例，主系统向从系统反馈心跳响应数据还包括：主系统通过定时轮询的方式检测到的主系统自身的检测数据；
58.需要说明的是，本申请实施例中的检测数据可以是指主系统中各电路的电压、电源状态、电流中的至少一种，但本申请不限于此。
59.作为一种实施例，从系统接收到主系统反馈的心跳响应数据后，根据心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换，也就是说，从系统根据主系统反馈的心跳响应数据判断主系统的工作状态是否正常，在主系统的工作状态异常的情况下，从系统执行主从系统的切换。
60.作为一种实施例，从系统通过检测算法确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。也就是说，当主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数不同时，主系统的工作状态异常，此时，从系统向主系统发送切换指令，该切换指令指示主系统停止反馈时间同步处理结果，并通过从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果。
61.在上述实现过程中，主从系统通过心跳信号保持实时通信，并通过心跳信号中的心跳计数判断主系统是否发生故障，进一步便于从系统确定是否执行主从系统的切换。并且从系统在确定主系统工作状态异常的情况下，从系统在1秒内通过向主系统发送切换指令，指示主系统停止向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，并通过从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果反馈从系统的时间同步处理结果，从而实现主从系统在1秒内的切换。
62.作为另一种实施例，从系统通过检测算法确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同，但检测数据与预设检测数据不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。也就是说，当主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同，但检测数据与预设检测数据不同时，主系统的工作状态异常，此时，从系统向主系统发送切换指令，该切换指
令指示主系统停止反馈时间同步处理结果，并通过从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果。
63.需要说明的是，检测数据与预设检测数据不同可以是指检测的主系统的电压与预设电压不同，检测到的主系统电源状态与预设电源状态不同，检测到的主系统的电流与预设电流不同中的至少一种，但本申请不限于此。
64.需要说明的是，检测数据与预设检测数据不同可以表示为检测数据低于预设检测数据，也可以表示为检测数据高于预设检测数据。
65.在上述实现过程中，在从系统确定心跳计数正常的情况下，判断主系统的检测数据是否正常，进一步确定主系统的工作状态是否正常，便于从系统确定是否执行主从系统的切换。
66.作为另一种实施例，从系统通过检测算法确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同、检测数据与预设检测数据相同，但主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。也就是说，当主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同、检测数据与预设检测数据相同，但主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同时，主系统的工作状态仍然异常，此时，从系统向主系统发送切换指令，该切换指令指示主系统停止反馈时间同步处理结果，并通过从系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果。
67.需要说明的是，主系统发送心跳响应数据的频率也可以是指主系统向从系统发送心跳响应数据的间隔时间，换句话说，主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同也可以是指主系统向从系统发送心跳响应数据的间隔时间与预设间隔时间不同，但本申请不限于此。
68.作为一种实施例，主系统发送心跳响应数据的预设频率为1秒/次，从系统检测到的主系统发送心跳响应数据的频率为2秒/次，则从系统确定主系统发送心跳响应数据的频率异常，进一步确定从系统的工作状态异常；从系统检测到的主系统发送心跳响应数据的频率为3秒/次，则从系统确定主系统发送心跳响应数据的频率异常，进一步确定从系统的工作状态异常，但本申请不限于此。
69.在上述实现过程中，在从系统确定心跳响应数据中的心跳计数与检测数据都正常的情况下，通过判断主系统发送心跳响应数据的频率是否正常来判断主系统的工作状态是否正常，进一步保证在主系统的工作状态异常的情况下，从系统执行主从系统的切换，进一步确保时间同步设备整体的正常运作。
70.作为一种实施例，从系统通过检测算法确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同、检测数据与预设检测数据相同以及主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率相同的情况下，主系统的工作状态正常，则不执行切换，通过主系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，从系统不反馈时间同步处理结果。
71.作为一种实施例，主系统310发生故障，从系统320执行主从系统切换后，且在主系统310故障修复后，主系统310变成切换后的从系统，并执行上述步骤110至步骤130中从系统相应的流程，从系统320变成切换后的主系统，并执行上述步骤110至步骤130中主系统相应的流程；
72.主系统310发生故障，从系统320执行主从系统切换后，且在主系统310故障修复过
程中，主系统310变成切换后的从系统，并执行上述步骤110至步骤130中从系统相应的流程。
73.在上述实现过程中，在时间同步设备中，通过主从系统同时根据外围的定时及授时设备的时间同步指令对b码信号进行同时处理，但在主系统工作状态正常的情况下，仅通过主系统向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，从系统不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果；在主系统工作状态异常的情况下，从系统执行主从系统切换，即从系统代替主系统的功能，由从系统向外围的定时及授时设备反馈从系统的时间同步处理结果，主系统不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，从而保证了时间同步设备整体的可靠性。
74.请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种时间同步的方法实施例图，如图2所示，在用于时间同步的设备300中，包括结构相同的主系统310和从系统320，并通过心跳信号240保持通讯连接，主系统310与从系统320能够根据外围定时及授时设备250的时间同步请求，同时处理b码信号210；
75.具体的，b码信号210通过b码电路220到达主系统310，主系统310对b码信号210进行处理，产生主系统310的时间同步处理结果；
76.b码信号210通过b码电路230到达从系统320，从系统320对b码信号210进行处理，产生从系统320的时间同步处理结果；
77.在主系统310工作状态正常的情况下，仅通过主系统310向外围定时及授时设备250反馈主系统310的时间同步处理结果，从系统320不向外围定时及授时设备250反馈时间同步处理结果；
78.当从系统320通过心跳信号240通过图1所示的方法检测到主系统310的故障，并执行主从系统的切换后，由从系统320向外围定时及授时设备250反馈从系统320的时间同步处理结果，主系统310不向外围的定时及授时设备反馈时间同步处理结果，最终保证时间同步工作的可靠性。
79.请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种用于时间同步的设备结构示意图，图3所提供的用于时间同步的设备300与图1所述的方法对应，具有实现图1所述方法的功能模块。
80.在一种实施方式中，图3所提供的用于时间同步的设备300包括：
81.结构相同的用于处理串行时间码信号的主系统310和从系统320；
82.其中，主系统用于根据时间同步请求对串行时间码进行处理，并反馈时间同步处理结果，从系统用于根据时间同步请求对串行时间码进行处理；从系统还用于定时向主系统发送心跳请求数据包，其中，心跳请求数据包携带从系统发送的心跳计数；主系统还用于接收到从系统发送的心跳请求数据包后，向从系统发送心跳响应数据，其中，心跳响应数据包括从系统发送的心跳计数和主系统响应的心跳计数；从系统还用于根据心跳响应数据确定是否执行主从系统的切换。
83.在一种实施方式中，从系统具体用于：在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
84.在另一种实施方式中，心跳响应数据还包括通过主系统检测的检测数据，从系统具体用于：在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同，但检测数
据与预设检测数据不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
85.在另一种实施方式中，从系统具体用于：在从系统确定主系统响应的心跳计数与从系统发送的心跳计数相同、检测数据与预设检测数据相同，但主系统发送心跳响应数据的频率与预设频率不同的情况下，从系统执行主从系统的切换。
86.在另一种实施方式中，从系统具体用于：从系统向主系统发送切换指令，切换指令用于指示主系统停止反馈时间同步处理结果；从系统反馈时间同步处理结果。
87.需要说明的是，图3所提供的用于时间同步的设备300能够实现图1方法实施例中涉及用于时间同步的各个过程。用于时间同步的设备300中的各个模块的操作和/或功能，分别为了实现图1中的方法实施例中的相应流程。具体可参见上述方法实施例中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
88.请参照图4，图4为本申请实施例提供的另一种用于时间同步的设备的结构示意图，图4所示的用于时间同步的设备400可以包括：至少一个处理器410，例如cpu，至少一个通信接口420，至少一个存储器430和至少一个通信总线440。其中，通信总线440用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本申请实施例中设备的通信接口420用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。存储器430可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器430可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。存储器430中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器410执行时，用于时间同步的设备执行图1所示方法过程。
89.本申请实施例提供一种可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被服务器执行时实现主系统或从系统所执行图1所示的方法过程。
90.在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述系统装置的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个装置或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
91.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
92.以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。