一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法与流程

1.本发明涉及车载以太网控制器时钟同步技术、时间同步精度测试技术技术领域，尤其是涉及一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法。


背景技术：

2.汽车行业向智能化和网联化方向发展，智能汽车传感器数据融合、驾驶数据云端上传、远程监控和诊断等应用的实现，一定程度上依赖整车网络系统的高精度时间同步。为了保证网络时间同步的高精度需求，需要对时间同步性能及其稳定性进行精确测试。
3.现有的技术中，最简单和常用的黑盒测试方法是1pps测试法，即捕捉时间同步系统中被测节点基于同步时间输出的整数秒脉冲信号，通过比较秒脉冲上升沿的相位差，即可测得被测从节点相对主时钟节点时间同步精度。
4.上述针对时间同步系统的1pps测试方法，常使用示波器作为测试工具，采集参与同步的节点输出的秒脉冲信号，通过读取被测节点上升沿发生时刻，比较从节点和主节点的上升沿相位差，从而计算时间同步精度。但是使用示波器作为测试设备，具有以下缺陷：
5.1.时间同步系统被测节点数量可达20+，示波器物理通道一般为4路，少数昂贵示波器能够达到8通道，但是仍然无法满足车载网络系统级测试需求。
6.2.为了实现高精度测试，示波器时间标尺一般为微秒级甚至是纳秒级，而由于示波器存储深度的限制，示波器很难实现长时间高频率信号采集和数据存储，无法实现同步精度的稳定性测试。
7.被测节点的上升沿相位差，需要测试人员通过手动移动光标，读取各通道光标之间时间差计算得出，并且需要测试人员进行重复测量和统计，以得到更准确的结果，人工参与度高，无法做到自动化测试。少数高级示波器具备信号自动触发和测量功能，但是价格昂贵。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法，此系统其支持基于1pps方法的网络时钟同步精度测试，能够实现节点级和系统级测试。此系统还具备多通道秒脉冲信号高分辨率采样、同步精度实时计算和显示、数据统计和存储等功能，从而实现时钟同步精度自动化测试。
9.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
10.一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，包括硬件模块和以及设置在计算机中的软件模块，所述硬件模块通过采集接口连接被测件秒脉冲信号，所述硬件模块和所述计算机之间通过以太网实现信息交互；
11.所述硬件模块提供足够数量的采集通道，负责捕捉秒脉冲信号，通过以太网实时传输秒脉冲的沿变时间戳信息；
12.所述软件模块运行在计算机之上，利用计算机网卡接收硬件模块发送的数据，执
行专用算法处理数据并计算各从通道时钟同步精度，通过人机交互界面实时监测测试过程和测试数据，最终生成测试报告和数据记录文件。
13.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硬件模块内置高性能处理芯片和高分辨率时钟模块，获取各通道脉冲信号上升沿和下降沿的时间戳。
14.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硬件模块包括电源模块、通信模块、现场可编程逻辑门阵列单元、存储单元、采集处理模块以及采集状态led；
15.所述现场可编程逻辑门阵列单元分别与所述电源模块、所述通信模块、所述存储单元、所述采集处理模块以及所述采集状态led连接，所述电源模块与所述存储单元连接，所述采集处理模块上设置有采集接口。
16.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述硬件模块中，
17.所述电源模块：用于适应汽车12v/24v供电系统，将外部9-32v的直流供电转化为3.3v、5v硬件模块内部电路需求电压，给其他模块供电；
18.所述通信模块：由rj45接口、以太网物理层芯片及相关电路组成，实现与计算机网卡的以太网通信，用于发送秒脉冲沿变时间戳数据、接收来自软件模块的控制数据；
19.所述现场可编程逻辑门阵列单元：是所述硬件模块的核心处理器芯片，利用现场可编程逻辑门阵列单元的高采样率、并发处理优势，实现多通道脉冲信号的高速并发采集，所述现场可编程逻辑门阵列单元中运行的采样逻辑，具备方便扩展的框架，在逻辑资源足够情况下，可以支持1-n路脉冲信号处理；
20.所述存储单元：为主处理器的外围存储芯片，包括双倍速率同步动态随机存储、闪存、嵌入式多媒体卡，主要用于存储、运行系统及程序；
21.所述采集处理模块：通过采集接口连接秒脉冲信号的高速连接器和处理电路，用于脉冲信号电平转换、阻抗匹配和过流保护；处理电路使用高性能芯片，尽量降低信号延迟的影响；
22.所述采集状态led：每通道脉冲信号采集状态指示灯，显示采集状态。
23.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述现场可编程逻辑门阵列单元的采样逻辑运行在硬件模块的现场可编程逻辑门阵列中，具备可扩展框架，能够根据需要扩展脉冲信号采集通道；
24.所述现场可编程逻辑门阵列单元包括时钟模块、多个pps探测模块、多个先入先出队列模块、数据处理与设备控制模块、以太网通信模块、led控制模块；
25.所述数据处理与设备控制模块分别与所述以太网通信模块、所述led控制模块、所述时钟模块、多个所述pps探测模块以及多个所述先入先出队列模块连接，每个所述先入先出队列模块分别连接一个所述pps探测模块，每个所述pps探测模块分别与所述时钟模块连接。
26.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述现场可编程逻辑门阵列单元中，
27.所述时钟模块：用于提供硬件采样时钟，基于锁相环技术，实现高频率时钟信号(≥250mhz)，作为时钟模块的计时基准；时钟计时器为8字节(4字节秒计时器，4字节纳秒计时器)，当纳秒计时器超过1e9，秒计时加1，纳秒计时器从零开始计数；
28.所述pps探测模块：负责探测秒脉冲信号的上升沿和下降沿，记录沿变时刻，将沿
变时间戳写入先入先出队列模块中，实例化一个探测模块即可扩展一个脉冲采集通道，每一个采集通道对应一个探测模块，各通道相互独立，实现并行采样；
29.所述先入先出队列模块：每个通道对应一个所述先入先出队列模块，缓冲时间戳数据；
30.所述数据处理与设备控制模块：负责打包从各通道对应所述先入先出队列模块读取的时间戳数据，传递给以太网通信模块；解析来自以太网通信模块的控制数据包，对其他模块进行控制；
31.所述以太网通信模块：负责以太网帧的封装和解封，将脉冲信号的时间戳数据包封装在以太网帧中发送出去；解封接收的以太网控制数据；
32.所述led控制模块：控制采集状态发光二极管通断。
33.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述软件模块包括设备发现模块、通信模块、数据处理模块、业务逻辑模块、应用程序编程接口、用户界面；
34.所述软件模块运行在计算机中，负责实时处理各通道的沿边时间戳数据，计算时钟同步精度，并实现数据存储和报告生成。
35.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述软件模块中，
36.所述设备发现模块：用于发现网络中的硬件模块；
37.所述通信模块：负责应用数据的序列化和反序列化，基于系统tcp/ip协议栈实现与硬件模块的通信；
38.所述数据处理模块：负责缓冲、存储来自硬件模块数据；
39.所述业务逻辑模块：为软件模块的核心处理模块，负责分析和处理数据，如判断脉冲信号是否有效、从通道信号是否相关，进而计算各从通道的时间同步精度；
40.所述应用程序编程接口：供用户界面或第三方调用的编程接口，支持c#、c++、java多种编程语言；
41.所述用户界面：负责人机交互，实现设备配置、文件操作、数据图文显示功能。
42.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述软件模块同步精度计算的专用算法包括以下步骤：
43.步骤1：开始测试后，业务逻辑模块循环接收来自数据处理模块的数据，每个通道的数据单独处理；
44.步骤2：每个通道首先确定各自的首个有效信号，判断逻辑为连续三个收到的信号，其上升沿时间之差和高电平持续时间都在设定范围内，则认为第一个pps信号是有效pps；
45.步骤3：每次收到pps信号都需要进行有效性判断，判断逻辑为当前pps信号上升沿时间与前次有效pps信号上升沿时间之差在设定该范围内，如果当前信号无效，则执行异常处理；
46.步骤4：如果测试通道为主通道，则缓冲有效信号数据，否则，进行从通道信号相关判断，主通道是同步精度计算的基准通道，从通道与主通道上升沿之差，即为从通道的同步精度，只允许选择一个通道为主通道；
47.步骤5：从通道信号相关判定成功，执行时间同步精度计算，缓冲计算结果和原始数据，信号相关判定失败，则执行异常处理；
48.步骤6：测量未结束前，循环执行上述数据处理流程。
49.在本实施例中，此专用算法是pps信号数据处理算法，实现pps信号有效性判断、从通道信号相关性判读、信号异常处理，保证有效地完成同步精度计算。
50.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统的测试方法，包括以下步骤：
51.步骤s1：硬件模块采集接口连接所有被测节点秒脉冲信号；
52.步骤s2：硬件模块通过以太网连接计算机；
53.步骤s3：硬件模块通过电源接口连接电源，开始供电；
54.步骤s4：运行计算机上的软件模块，先对硬件模块进行配置；
55.步骤s5：启动测试，硬件模块开始采集被测节点输出的脉冲信号，向软件模块传输采集的时间戳数据；
56.步骤s6：软件模块实时分析和处理数据，测试结束后，自动生成测试报告。
57.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
58.本发明公开了一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法，此系统支持多通道的秒脉冲信号采集，可高效且方便的实现车载网络时钟同步精度的测试。有益效果如下：
59.1.高性能处理芯片和处理电路，同时支持更多通道秒脉冲信号高分辨率采集，实现纳秒级测试精度，能够满足整车时钟同步高精度测试需求；
60.2.利用计算机存储空间记录测试数据，支持连续长时间测试，实现时钟同步精度稳定性测试；
61.3.开发专用算法完成数据处理和同步精度自动计算，支持自动化测试，测试效率高，可避免人工因素导致测试错误；时钟同步精度专用测试装置，相较于购买昂贵的示波器，能够降低测试成本。
附图说明
62.图1为本发明的系统整体结构框图。
63.图2为本发明的硬件模块结构框图。
64.图3为本发明的pfga采样逻辑框图。
65.图4为本发明的软件模块结构框图。
66.图5为本发明的专用算法的业务逻辑流程图。
具体实施方式
67.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
68.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是信号连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
70.实施例一：
71.参照图1，为本发明公开的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，包括硬件模块和以及设置在计算机中的软件模块，硬件模块通过采集接口连接被测件秒脉冲信号，硬件模块和计算机之间通过以太网实现信息交互；
72.其中，硬件模块提供足够数量的采集通道，负责捕捉秒脉冲信号；硬件模块内置高性能处理芯片和高分辨率时钟模块，获取各通道脉冲信号上升沿和下降沿的时间戳；通过以太网实时传输秒脉冲的沿变时间戳信息；
73.软件模块运行在计算机之上，利用计算机网卡接收硬件模块发送的数据，执行专用算法处理数据并计算各从通道时钟同步精度，通过人机交互界面实时监测测试过程和测试数据，最终生成测试报告和数据记录文件。
74.参照图2，硬件模块包括电源模块、通信模块、现场可编程逻辑门阵列单元、存储单元、采集处理模块以及采集状态led；现场可编程逻辑门阵列单元分别与电源模块、通信模块、存储单元、采集处理模块以及采集状态led连接，电源模块与存储单元连接，采集处理模块上设置有采集接口。
75.在硬件模块中，
76.电源模块：用于适应汽车12v/24v供电系统，将外部9-32v的直流供电转化为3.3v、5v硬件模块内部电路需求电压，给其他模块供电；
77.通信模块：由rj45接口、以太网物理层芯片及相关电路组成，实现与计算机网卡的以太网通信，用于发送秒脉冲沿变时间戳数据、接收来自软件模块的控制数据；
78.现场可编程逻辑门阵列单元(fpga)：是硬件模块的核心处理器芯片，利用fpga的高采样率、并发处理等优势，实现多通道脉冲信号的高速并发采集，fpga中运行的采样逻辑，具备方便扩展的框架，在逻辑资源足够情况下，可以支持1-n路脉冲信号处理；
79.存储单元：为主处理器的外围存储芯片，包括双倍速率同步动态随机存储(ddr sdram)、闪存(flash)、嵌入式多媒体卡(emmc)，主要用于存储、运行系统及程序；
80.采集处理模块：通过采集接口连接秒脉冲信号的高速连接器和处理电路，用于脉冲信号电平转换、阻抗匹配和过流保护；处理电路使用高性能芯片，尽量降低信号延迟的影响；
81.采集状态led：每通道脉冲信号采集状态指示灯，显示采集状态。
82.参照图3，现场可编程逻辑门阵列单元的采样逻辑运行在硬件模块的现场可编程逻辑门阵列中，具备可扩展框架，能够根据需要扩展脉冲信号采集通道；现场可编程逻辑门阵列单元包括时钟模块、多个pps探测模块、多个先入先出队列模块、数据处理与设备控制模块、以太网通信模块、led控制模块。
83.数据处理与设备控制模块分别与以太网通信模块、led控制模块、时钟模块、多个
pps探测模块以及多个先入先出队列模块连接，每个先入先出队列模块分别连接一个pps探测模块，每个pps探测模块分别与时钟模块连接。
84.在现场可编程逻辑门阵列单元中，
85.时钟模块：用于提供硬件采样时钟，基于锁相环技术，实现高频率时钟信号(≥250mhz)，作为时钟模块的计时基准；时钟计时器为8字节(4字节秒计时器，4字节纳秒计时器)，当纳秒计时器超过1e9，秒计时加1，纳秒计时器从零开始计数；
86.pps探测模块：负责探测秒脉冲信号的上升沿和下降沿，记录沿变时刻，将沿变时间戳写入先入先出队列模块(fifo)中，实例化一个探测模块即可扩展一个脉冲采集通道，每一个采集通道对应一个探测模块，各通道相互独立，实现并行采样；
87.先入先出队列模块(fifo)：每个通道对应一个先入先出队列模块(fifo)，缓冲时间戳数据；
88.数据处理与设备控制模块：负责打包从各通道对应先入先出队列模块(fifo)读取的时间戳数据，传递给以太网通信模块；解析来自以太网通信模块的控制数据包，对其他模块进行控制；
89.以太网通信模块：负责以太网帧的封装和解封，将脉冲信号的时间戳数据包封装在以太网帧中发送出去；解封接收的以太网控制数据；
90.led控制模块：控制采集状态发光二极管通断。
91.参照图4，软件模块包括设备发现模块、通信模块、数据处理模块、业务逻辑模块、应用程序编程接口、用户界面；软件模块运行在计算机中，负责实时处理各通道的沿边时间戳数据，计算时钟同步精度，并实现数据存储和报告生成。
92.在软件模块中，
93.设备发现模块：用于发现网络中的硬件模块；
94.通信模块：负责应用数据的序列化和反序列化，基于系统tcp/ip协议栈实现与硬件模块的通信；
95.数据处理模块：负责缓冲、存储来自硬件模块数据；
96.业务逻辑模块：为软件模块的核心处理模块，负责分析和处理数据，如判断脉冲信号是否有效、从通道信号是否相关，进而计算各从通道的时间同步精度；
97.应用程序编程接口：供用户界面或第三方调用的编程接口，支持c#、c++、java多种编程语言；
98.用户界面：负责人机交互，实现设备配置、文件操作、数据图文显示等功能。
99.参照图5，软件模块同步精度计算的流程包括以下步骤：
100.步骤1：开始测试后，业务逻辑模块循环接收来自数据处理模块的数据，每个通道的数据单独处理；
101.步骤2：每个通道首先确定各自的首个有效信号，判断逻辑为连续三个收到的信号，其上升沿时间之差和高电平持续时间都在设定范围内，则认为第一个pps信号是有效pps；
102.步骤3：每次收到pps信号都需要进行有效性判断，判断逻辑为当前pps信号上升沿时间与前次有效pps信号上升沿时间之差在设定该范围内，如果当前信号无效，则执行异常处理；
103.步骤4：如果测试通道为主通道，则缓冲有效信号数据，否则，进行从通道信号相关判断，主通道是同步精度计算的基准通道，从通道与主通道上升沿之差，即为从通道的同步精度，只允许选择一个通道为主通道；
104.步骤5：从通道信号相关判定成功，执行时间同步精度计算，缓冲计算结果和原始数据，信号相关判定失败，则执行异常处理；
105.步骤6：测量未结束前，循环执行上述数据处理流程。
106.实施例二：
107.本发明还公开了根据上述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统的测试方法，包括以下步骤：
108.步骤s1：硬件模块采集接口连接所有被测节点秒脉冲信号；
109.步骤s2：硬件模块通过以太网连接计算机；
110.步骤s3：硬件模块通过电源接口连接电源，开始供电；
111.步骤s4：运行计算机上的软件模块，先对硬件模块进行配置；
112.步骤s5：启动测试，硬件模块开始采集被测节点输出的脉冲信号，向软件模块传输采集的时间戳数据；
113.步骤s6：软件模块实时分析和处理数据，测试结束后，自动生成测试报告。
114.本发明的实施原理为：本发明公开了一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法，此系统支持多通道的秒脉冲信号采集，可高效且方便的实现车载网络时钟同步精度的测试。此系统其支持基于1pps方法的网络时钟同步精度测试，能够实现节点级和系统级测试。此系统还具备多通道秒脉冲信号高分辨率采样、同步精度实时计算和显示、数据统计和存储等功能，从而实现时钟同步精度自动化测试。
115.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，包括硬件模块和以及设置在计算机中的软件模块，所述硬件模块通过采集接口连接被测件秒脉冲信号，所述硬件模块和所述计算机之间通过以太网实现信息交互；所述硬件模块提供足够数量的采集通道，负责捕捉秒脉冲信号，通过以太网实时传输秒脉冲的沿变时间戳信息；所述软件模块运行在计算机之上，利用计算机网卡接收硬件模块发送的数据，执行专用算法处理数据并计算各从通道时钟同步精度，通过人机交互界面实时监测测试过程和测试数据，最终生成测试报告和数据记录文件。2.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，所述硬件模块内置高性能处理芯片和高分辨率时钟模块，获取各通道脉冲信号上升沿和下降沿的时间戳。3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，所述硬件模块包括电源模块、通信模块、现场可编程逻辑门阵列单元、存储单元、采集处理模块以及采集状态led；所述现场可编程逻辑门阵列单元分别与所述电源模块、所述通信模块、所述存储单元、所述采集处理模块以及所述采集状态led连接，所述电源模块与所述存储单元连接，所述采集处理模块上设置有采集接口。4.根据权利要求3所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，在所述硬件模块中，所述电源模块：用于适应汽车12v/24v供电系统，将外部9-32v的直流供电转化为3.3v、5v硬件模块内部电路需求电压，给其他模块供电；所述通信模块：由rj45接口、以太网物理层芯片及相关电路组成，实现与计算机网卡的以太网通信，用于发送秒脉冲沿变时间戳数据、接收来自软件模块的控制数据；所述现场可编程逻辑门阵列单元：是所述硬件模块的核心处理器芯片，利用现场可编程逻辑门阵列单元的高采样率、并发处理优势，实现多通道脉冲信号的高速并发采集，所述现场可编程逻辑门阵列单元中运行的采样逻辑，具备方便扩展的框架，在逻辑资源足够情况下，可以支持1-n路脉冲信号处理；所述存储单元：为主处理器的外围存储芯片，包括双倍速率同步动态随机存储、闪存、嵌入式多媒体卡，主要用于存储、运行系统及程序；所述采集处理模块：通过采集接口连接秒脉冲信号的高速连接器和处理电路，用于脉冲信号电平转换、阻抗匹配和过流保护；处理电路使用高性能芯片，尽量降低信号延迟的影响；所述采集状态led：每通道脉冲信号采集状态指示灯，显示采集状态。5.根据权利要求3所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，所述现场可编程逻辑门阵列单元的采样逻辑运行在硬件模块的现场可编程逻辑门阵列中，具备可扩展框架，能够根据需要扩展脉冲信号采集通道；所述现场可编程逻辑门阵列单元包括时钟模块、多个pps探测模块、多个先入先出队列模块、数据处理与设备控制模块、以太网通信模块、led控制模块；所述数据处理与设备控制模块分别与所述以太网通信模块、所述led控制模块、所述时
钟模块、多个所述pps探测模块以及多个所述先入先出队列模块连接，每个所述先入先出队列模块分别连接一个所述pps探测模块，每个所述pps探测模块分别与所述时钟模块连接。6.根据权利要求5所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，在所述现场可编程逻辑门阵列单元中，所述时钟模块：用于提供硬件采样时钟，基于锁相环技术，实现高频率时钟信号(≥250mhz)，作为时钟模块的计时基准；时钟计时器为8字节(4字节秒计时器，4字节纳秒计时器)，当纳秒计时器超过1e9，秒计时加1，纳秒计时器从零开始计数；所述pps探测模块：负责探测秒脉冲信号的上升沿和下降沿，记录沿变时刻，将沿变时间戳写入先入先出队列模块中，实例化一个探测模块即可扩展一个脉冲采集通道，每一个采集通道对应一个探测模块，各通道相互独立，实现并行采样；所述先入先出队列模块：每个通道对应一个所述先入先出队列模块，缓冲时间戳数据；所述数据处理与设备控制模块：负责打包从各通道对应所述先入先出队列模块读取的时间戳数据，传递给以太网通信模块；解析来自以太网通信模块的控制数据包，对其他模块进行控制；所述以太网通信模块：负责以太网帧的封装和解封，将脉冲信号的时间戳数据包封装在以太网帧中发送出去；解封接收的以太网控制数据；所述led控制模块：控制采集状态发光二极管通断。7.根据权利要求1所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，所述软件模块包括设备发现模块、通信模块、数据处理模块、业务逻辑模块、应用程序编程接口、用户界面；所述软件模块运行在计算机中，负责实时处理各通道的沿边时间戳数据，计算时钟同步精度，并实现数据存储和报告生成。8.根据权利要求7所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，在所述软件模块中，所述设备发现模块：用于发现网络中的硬件模块；所述通信模块：负责应用数据的序列化和反序列化，基于系统tcp/ip协议栈实现与硬件模块的通信；所述数据处理模块：负责缓冲、存储来自硬件模块数据；所述业务逻辑模块：为软件模块的核心处理模块，负责分析和处理数据，如判断脉冲信号是否有效、从通道信号是否相关，进而计算各从通道的时间同步精度；所述应用程序编程接口：供用户界面或第三方调用的编程接口，支持c#、c++、java多种编程语言；所述用户界面：负责人机交互，实现设备配置、文件操作、数据图文显示功能。9.根据权利要求7或8任一项所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统，其特征在于，所述软件模块同步精度计算的专用算法包括以下步骤：步骤1：开始测试后，业务逻辑模块循环接收来自数据处理模块的数据，每个通道的数据单独处理；步骤2：每个通道首先确定各自的首个有效信号，判断逻辑为连续三个收到的信号，其上升沿时间之差和高电平持续时间都在设定范围内，则认为第一个pps信号是有效pps；
步骤3：每次收到pps信号都需要进行有效性判断，判断逻辑为当前pps信号上升沿时间与前次有效pps信号上升沿时间之差在设定该范围内，如果当前信号无效，则执行异常处理；步骤4：如果测试通道为主通道，则缓冲有效信号数据，否则，进行从通道信号相关判断，主通道是同步精度计算的基准通道，从通道与主通道上升沿之差，即为从通道的同步精度，只允许选择一个通道为主通道；步骤5：从通道信号相关判定成功，执行时间同步精度计算，缓冲计算结果和原始数据，信号相关判定失败，则执行异常处理；步骤6：测量未结束前，循环执行上述数据处理流程。10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：硬件模块采集接口连接所有被测节点秒脉冲信号；步骤s2：硬件模块通过以太网连接计算机；步骤s3：硬件模块通过电源接口连接电源，开始供电；步骤s4：运行计算机上的软件模块，先对硬件模块进行配置；步骤s5：启动测试，硬件模块开始采集被测节点输出的脉冲信号，向软件模块传输采集的时间戳数据；步骤s6：软件模块实时分析和处理数据，测试结束后，自动生成测试报告。

技术总结
本发明涉及一种基于秒脉冲方法的时间同步精度测试系统及方法，此系统包括硬件模块和以及设置在计算机中的软件模块，硬件模块通过采集接口连接被测件秒脉冲信号，硬件模块和计算机之间通过以太网实现信息交互；硬件模块提供足够数量的采集通道，负责捕捉秒脉冲信号，通过以太网实时传输秒脉冲的沿变时间戳信息；软件模块运行在计算机之上，利用计算机网卡接收硬件模块发送的数据，执行专用算法处理数据并计算各从通道时钟同步精度，通过人机交互界面实时监测测试过程和测试数据，最终生成测试报告和数据记录文件。此系统支持多通道的秒脉冲信号采集，可高效且方便的实现车载网络时钟同步精度的测试。同步精度的测试。同步精度的测试。


技术研发人员：安晓辉 张海峰
受保护的技术使用者：上海怿星电子科技有限公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/10/19