王晶,羅丹

（中國航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲，412002）

基于LXI總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步方法研究

王晶,羅丹

（中國航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲，412002）

對(duì)于大型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，需要采集的信號(hào)眾多。其不僅僅是不同設(shè)備信號(hào)的簡(jiǎn)單疊加，還要求不同設(shè)備信號(hào)間具有更高精度數(shù)據(jù)同步能力。LXI總線是新一代的儀器總線，其基于開放的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，具有分布式的架構(gòu)、高速的數(shù)據(jù)傳輸、高精度的系統(tǒng)同步等優(yōu)勢(shì)。某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于LXI總線設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和組建，充分利用了LXI總線的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步的問題，提高了系統(tǒng)的精度和測(cè)試效率。

同步觸發(fā);時(shí)鐘同步;LXI;數(shù)據(jù)采集

0 引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的測(cè)試設(shè)備眾多，信號(hào)來源廣泛，其信號(hào)分別來自各個(gè)子系統(tǒng)。目前我所正在自主研制開發(fā)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)采集系統(tǒng)基于局域網(wǎng)架構(gòu)，以LXI總線設(shè)備為基礎(chǔ)，同時(shí)將VXI總線測(cè)試設(shè)備、PSI壓力測(cè)試設(shè)備、和其他子系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成，在數(shù)據(jù)采集軟件的統(tǒng)一管理下，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)控、性能與安全監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、存儲(chǔ)和分析處理等功能需求。

隨著測(cè)試參數(shù)數(shù)據(jù)越來越大，幾百上千甚至幾千通道的大型測(cè)試系統(tǒng)趨于平常。大型測(cè)試系統(tǒng)并不僅僅是通道的簡(jiǎn)單疊加，還要求測(cè)試設(shè)備間具有更高精度協(xié)同能力，由此而帶來采集數(shù)據(jù)同步等多方面的技術(shù)難點(diǎn)。如何使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)都能夠保持同步，是大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步包含三個(gè)要點(diǎn)：

多個(gè)通道數(shù)據(jù)采集的起始時(shí)間一致，即同步觸發(fā)。

數(shù)據(jù)間的時(shí)間間隔一致，即采樣時(shí)鐘同步。

如果不能保證采集過程的同步，則需要在事后數(shù)據(jù)處理時(shí)將數(shù)據(jù)對(duì)齊。

對(duì)于大型的測(cè)試系統(tǒng)而言，需要測(cè)試的信號(hào)更多、關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)。同步觸發(fā)，即基于異步事件啟動(dòng)儀器動(dòng)作(如測(cè)量等) 的功能。時(shí)鐘同步,即基于一個(gè)共同的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)對(duì)多個(gè)動(dòng)作(如測(cè)量序列、信號(hào)激勵(lì)序列等)進(jìn)行操作的功能。同步觸發(fā)和時(shí)鐘同步是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜測(cè)試的必要條件，分別實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中兩個(gè)不同層次的同步功能，是保證采集數(shù)據(jù)同時(shí)間關(guān)聯(lián)性和結(jié)果有效性的基礎(chǔ)。通過同步觸發(fā)和時(shí)鐘同步，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)的各設(shè)備經(jīng)過同一時(shí)間基準(zhǔn)的對(duì)時(shí)，能夠按照時(shí)間序列依次完成觸發(fā)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能。

在構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)，由于各種測(cè)試設(shè)備接口形式的不同、同步觸發(fā)機(jī)制不同、內(nèi)部時(shí)鐘同步精度不同。因此儀器間的觸發(fā)和時(shí)鐘同步的方法設(shè)計(jì)，以及整個(gè)系統(tǒng)所能達(dá)到的總體精度，都必須綜合考慮各種設(shè)備的自身特點(diǎn)。

2 LXI總線設(shè)備的同步特點(diǎn)

2.1 LXI儀器的同步特點(diǎn)

對(duì)于VXI設(shè)備來說，其同步測(cè)試方法是通過VXI儀器的背板總線觸發(fā)實(shí)現(xiàn)同步測(cè)試。但這種方法僅對(duì)同一機(jī)箱內(nèi)的模塊之間有效，對(duì)于不同機(jī)箱之間就難以實(shí)現(xiàn)同步，因此在工程實(shí)踐中的局限性很大。而LXI設(shè)備引入了精密時(shí)間同步協(xié)議( PTP)，同步機(jī)制基于以太網(wǎng)和IEEE1588，其提供了靈活的觸發(fā)方式并具有很高的觸發(fā)精度。利用LXI 的同步觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能，系統(tǒng)集成者能夠控制模塊和系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)序列,控制本地或系統(tǒng)事件發(fā)生和處理的時(shí)間,并基于時(shí)標(biāo)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)或重要事件進(jìn)行排序或關(guān)聯(lián)。

2.2 LXI儀器的同步觸發(fā)機(jī)制

要保證數(shù)據(jù)的同步，首先要保證由同一個(gè)外部觸發(fā)信號(hào)來觸發(fā)所有設(shè)備進(jìn)行采集，即保證一個(gè)子系統(tǒng)中所有設(shè)備都是同一個(gè)時(shí)刻開始采集的。LXI儀器提供的同步觸發(fā)機(jī)制包括三種：基于LAN的同步觸發(fā)、IEEE 1588時(shí)鐘同步觸發(fā)和觸發(fā)總線三種機(jī)制。

⑴基于LAN的同步觸發(fā)實(shí)際上是通過網(wǎng)絡(luò)傳送含有觸發(fā)信息的消息包。被觸發(fā)設(shè)備通過對(duì)消息包解析，來判斷是否進(jìn)行觸發(fā)。被觸發(fā)的設(shè)備在接到這個(gè)信號(hào)后，進(jìn)行預(yù)先定義好的動(dòng)作。除此之外，基于LAN的觸發(fā)還能傳送用于系統(tǒng)同步時(shí)鐘的時(shí)間戳信息，該觸發(fā)方式的同步精度可達(dá)到1ms。

⑵IEEE 1588時(shí)鐘同步觸發(fā)是通過運(yùn)行時(shí)鐘同步協(xié)議（PTP），決定出最佳主時(shí)鐘，所有儀器的時(shí)鐘與作為主時(shí)鐘的儀器的時(shí)間保持一致。在時(shí)間保持一致的基礎(chǔ)上，各儀器按照時(shí)間序列依次觸發(fā)，完成整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試功能。該觸發(fā)方式的同步精度能夠達(dá)到微秒級(jí)。

⑶A類LXI設(shè)備特有的硬件觸發(fā)總線機(jī)制（Trigger Bus）。A類LXI 儀器的觸發(fā)總線采用M2LVDS (多點(diǎn)低壓差分信號(hào)裝置)線纜，通過一個(gè)含有8個(gè)可獨(dú)立分配通道的25針連接器連接相距很近的多臺(tái)設(shè)備，其作用類似于VXI/ PXI 的背板觸發(fā)。該觸發(fā)總線能以標(biāo)準(zhǔn)的方式提供觸發(fā)信號(hào)，信號(hào)在設(shè)備間具有非常低的響應(yīng)時(shí)間，其同步精度可達(dá)5ns／m。

以上三種同步觸發(fā)機(jī)制的同步精度是依次遞增的?；贚AN的同步機(jī)制由于受到網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的影響同步誤差達(dá)到毫秒極，IEEE1588網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步精度小于100ns／m，而觸發(fā)總線的同步精度是5ns／m。此外，LXI 采用統(tǒng)一的觸發(fā)模型，設(shè)備可將硬件觸發(fā)信號(hào)和LAN 觸發(fā)事件同樣對(duì)待，簡(jiǎn)化了編程和系統(tǒng)集成的工作量。

2.3 LXI總線的時(shí)鐘同步機(jī)制

時(shí)鐘同步是保證數(shù)據(jù)同步的另一個(gè)基礎(chǔ)功能。在保證各個(gè)設(shè)備被同一觸發(fā)信號(hào)同時(shí)觸發(fā)的基礎(chǔ)之上，數(shù)據(jù)同步另一個(gè)要求就是保證每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的同步。LXI總線定義了兩種同步方式，B類產(chǎn)品滿足IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，通過PTP時(shí)鐘同步實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)μs級(jí)別同步，同時(shí)可對(duì)數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳。而A類產(chǎn)品除了滿足PTP時(shí)鐘同步協(xié)議外，還定義了快速硬件觸發(fā)總線LXI Trigger Bus，通過LXI硬件觸發(fā)線的連接可實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)ns級(jí)別的同步精度。

LXI系統(tǒng)的同步機(jī)制有以下使用特點(diǎn)。

⑴對(duì)于穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集，只需要將LXI設(shè)備配置在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，PTP精密時(shí)鐘協(xié)議會(huì)自動(dòng)運(yùn)行同步時(shí)鐘。

⑵如果采樣率較高，或?qū)ν降木纫蟾?，可用LXI Trigger Bus將系統(tǒng)內(nèi)的LXI設(shè)備連起來。其聯(lián)接的形式有兩種，一種是菊花鏈形式，即在兩個(gè)端點(diǎn)連上觸發(fā)終端；另一種是星型連接。每個(gè)鏈內(nèi)最多不超過20臺(tái)設(shè)備，并且每個(gè)鏈最長(zhǎng)不能超過20m。如果還需要觸發(fā)更多的設(shè)備，可通過LXI觸發(fā)擴(kuò)展器EX2108來擴(kuò)展。

2.4 采集后數(shù)據(jù)對(duì)齊

測(cè)量精度取決于測(cè)試系統(tǒng)中每一臺(tái)設(shè)備的精確同步，各個(gè)系統(tǒng)具有高度的獨(dú)立性，互不干擾，如果不能保證所有設(shè)備采集的同步觸發(fā)和在采集過程的時(shí)鐘同步，則需要在事后數(shù)據(jù)處理時(shí)將數(shù)據(jù)對(duì)齊，在分析數(shù)據(jù)時(shí)要做到多套數(shù)據(jù)的對(duì)齊分析。由于各個(gè)系統(tǒng)的采樣速率不完全相同，給數(shù)據(jù)分析也帶來了一定得困難，為此需要專門設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行事后對(duì)齊。

3 應(yīng)用案例

下面是某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步方法的案例。此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是基于LXI設(shè)備組建，要采集的數(shù)據(jù)來自于LXI總線的EX1000A系列，VXI設(shè)備（通過EX2500A來轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)XI總線），還有 PSI9116系列壓力模塊，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器，測(cè)功器等設(shè)備等。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。

圖1 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 同步觸發(fā)實(shí)現(xiàn)方式

如下圖2所示，本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同步信號(hào)的源頭是VXI機(jī)箱的E1413C，其信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)絍XI零槽控制器EX2500A，通過EX2500A進(jìn)一步傳遞信號(hào)到其他VXI設(shè)備和LXI設(shè)備，以保證VXI和LXI設(shè)備之間的硬件采集同步。保證LXI設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)同步是所有數(shù)據(jù)同步的基礎(chǔ)。

LXI設(shè)備的EX1000A系列和VXI的零槽控制器EX2500A均支持LXI Trigger bus，故LXI 部分和VXI部分通過LXI Trigger Bus實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)。其它系統(tǒng)同步觸發(fā)信號(hào)的輸入/輸出通過EX2500的Trigger In/Out接口來實(shí)現(xiàn)。這樣使得系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)。

設(shè)備同步過程如下：VXI機(jī)箱內(nèi)設(shè)備采用背板觸發(fā)總線進(jìn)行觸發(fā)，VXI機(jī)箱中的EX2500A設(shè)備可以輸出一個(gè)LXI Trigger Bus總線信號(hào)，用于同步觸發(fā)EX1000A設(shè)備，同時(shí)EX2500A可以輸出一個(gè)TTL信號(hào)，用于同步觸發(fā)PSI設(shè)備，因?yàn)橛卸鄠€(gè)PSI機(jī)箱，則在其間增加一個(gè)TTL信號(hào)觸發(fā)分支器，把一個(gè)觸發(fā)信號(hào)分到多個(gè)PSI機(jī)箱中。開始采集時(shí)，由采集軟件發(fā)送一個(gè)觸發(fā)指令給EX2500A設(shè)備，其后執(zhí)行以上觸發(fā)流程。

3.2 時(shí)鐘同步的實(shí)現(xiàn)方式

⑴如上圖2所示，LXI設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)運(yùn)行PTP精密時(shí)鐘協(xié)議或者通過Trigger Bus總線以保證時(shí)鐘同步。LXI設(shè)備和VXI 設(shè)備的LXI控制器（EX2500A）本身支持PTP 協(xié)議。只需要將LXI設(shè)備配置在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，PTP精密時(shí)鐘協(xié)議會(huì)自動(dòng)運(yùn)行同步時(shí)鐘。

⑵對(duì)于其它總線設(shè)備，按照以下方法進(jìn)行同步處理：

如果可以接受外部觸發(fā)信號(hào)，就接入同一觸發(fā)信號(hào)以保證同時(shí)觸發(fā)。在同時(shí)觸發(fā)的條件下，如果設(shè)備沒有和LXI設(shè)備保持時(shí)鐘實(shí)時(shí)同步的機(jī)制，可以按照設(shè)置的采集頻率使用設(shè)備內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行順序采樣。如PSI系統(tǒng)，在保證觸發(fā)時(shí)間一致基礎(chǔ)上，基于其內(nèi)部時(shí)鐘頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，之后當(dāng)采集程序接收到PSI設(shè)備返回的數(shù)據(jù)時(shí)再打上時(shí)間戳，以便進(jìn)行事后對(duì)齊。

如果同時(shí)觸發(fā)和時(shí)鐘同步都不能保證，就只能依據(jù)數(shù)據(jù)的時(shí)間戳進(jìn)行事后對(duì)齊。時(shí)間戳的來源有兩種，一是在采集過程中打上時(shí)間戳，如LXI設(shè)備。另外一種采集設(shè)備本身沒有給采集數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳的功能，只能在采集程序接收到數(shù)據(jù)時(shí)人為打上時(shí)間戳。如測(cè)功器設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)控制器等，由于采集系統(tǒng)無法對(duì)其進(jìn)行控制，只能在接收到數(shù)據(jù)時(shí)再打上時(shí)間戳，再進(jìn)行事后對(duì)齊。這種方法的數(shù)據(jù)同步精度較低。

各個(gè)設(shè)備本身內(nèi)部的時(shí)間同步精度較高，但全部數(shù)據(jù)同步的精度取決于事后數(shù)據(jù)對(duì)齊時(shí)的精度損失。

3.3 采集數(shù)據(jù)的事后對(duì)齊

圖3描述了數(shù)據(jù)從采集端發(fā)送到數(shù)據(jù)合成端的過程。由于采用了外部觸發(fā)，各個(gè)采集設(shè)備開始采集的時(shí)刻是一致的，在不出現(xiàn)異常情況下，設(shè)備內(nèi)部會(huì)按照設(shè)置好的采集頻率返回?cái)?shù)據(jù)包。然后發(fā)送給數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，對(duì)齊時(shí)遵循這樣一個(gè)規(guī)則，每個(gè)采集設(shè)備都按照把采集到每包數(shù)據(jù)順序整理，然后再把所有設(shè)備數(shù)據(jù)按照時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行對(duì)齊。

由于各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集頻率不完全一致，這就給數(shù)據(jù)事后同步帶來的困難。解決的方法有兩種，一種是采集較快的模塊等待采集較慢的模塊。另一種是對(duì)較慢的模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制處理，以和較快的模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)合成模塊會(huì)把所有設(shè)備數(shù)據(jù)依據(jù)設(shè)定的原則，把數(shù)據(jù)合成一個(gè)個(gè)時(shí)間包，如上圖3所示。

數(shù)據(jù)的同步精度取決于采集系統(tǒng)中每一臺(tái)設(shè)備的精確同步。整個(gè)系統(tǒng)中以LXI設(shè)備的采樣率最為精確，而且LXI設(shè)備的每遍數(shù)據(jù)都有時(shí)標(biāo)，并且數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)是在AD轉(zhuǎn)換時(shí)由采集設(shè)備標(biāo)記上的，數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)非常接近數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)的時(shí)間，此時(shí)標(biāo)是非常精確的，因此整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)以LXI設(shè)備數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)為基準(zhǔn)。通過在計(jì)算出與LXI設(shè)備的時(shí)間差，其他設(shè)備在數(shù)據(jù)在進(jìn)行時(shí)間修正后與LXI設(shè)備采集數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)來對(duì)齊。同步方法如下：

⑴找出數(shù)據(jù)對(duì)齊的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)Ti與接收時(shí)標(biāo)ti的關(guān)系

整個(gè)系統(tǒng)我們可以選定LXI設(shè)備數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)作為基準(zhǔn)時(shí)間，其它系統(tǒng)的時(shí)間以基準(zhǔn)時(shí)間為對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)。其他沒有自帶時(shí)間戳功能

圖2 同步觸發(fā)和時(shí)鐘同步信號(hào)流程圖

圖3 采集數(shù)據(jù)的同步邏輯圖

的設(shè)備數(shù)據(jù)只能使用程序的接收時(shí)間ti來間接計(jì)算出被設(shè)備采集的時(shí)間Ti，Ti也即是數(shù)據(jù)對(duì)齊時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)。

同一時(shí)刻產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入不同設(shè)備之后，再到程序采集到每個(gè)設(shè)備的一包數(shù)據(jù)，之間有一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)間間隔Δt，因此只要計(jì)算出每個(gè)設(shè)備的時(shí)間間隔Δti，在數(shù)據(jù)對(duì)齊時(shí)就可以根據(jù)ti計(jì)算出Ti，即 Ti=ti-Δti。

⑵算出每個(gè)采集設(shè)備同基時(shí)標(biāo)T0的時(shí)間差Δti

當(dāng)程序在采集到某一包LXI設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)此包含的時(shí)間戳為T0，也即是此次采集的基準(zhǔn)時(shí)間，然后我們?cè)儆涗浵翷XI設(shè)備數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)接收到的時(shí)間t0，LXI設(shè)備數(shù)據(jù)從被采集到被程序接收到的時(shí)間差為Δt0=(t0-T0)。通過驗(yàn)證，可以認(rèn)為在同一信號(hào)觸發(fā)下，所有設(shè)備開始采集信號(hào)時(shí)間是基本相同的，即Ti=To，不同設(shè)備數(shù)據(jù)接收的時(shí)間差異主要因?yàn)閿?shù)據(jù)采集之后的處理、打包、發(fā)送等過程。

有如下等式成立。Ti=ti-Δti= t0-Δt0= T0

則有Δti= ti- T0

由于每個(gè)設(shè)備的從采集到數(shù)據(jù)被程序接收的間隔時(shí)間是穩(wěn)定的，即Δti會(huì)保持不變，因此以后接收到的每遍數(shù)據(jù)都可以由Δti和數(shù)據(jù)的每次接收時(shí)間來計(jì)算出采集時(shí)標(biāo)，即用于和LXI設(shè)備的數(shù)據(jù)采集時(shí)標(biāo)進(jìn)行對(duì)齊。

⑶精度損失問題

這種對(duì)齊方法會(huì)引入計(jì)算機(jī)本身的時(shí)間誤差，但是由于LXI設(shè)備本身采集數(shù)據(jù)時(shí)間標(biāo)志非常準(zhǔn)確，并且LXI設(shè)備之間的時(shí)鐘同步的精度也很高，所以可以保證LXI設(shè)備數(shù)據(jù)的對(duì)齊精度。對(duì)于其他沒有時(shí)間戳功能的設(shè)備數(shù)據(jù)的同步精度，則由計(jì)算機(jī)本身的時(shí)鐘精度所決定，最高能達(dá)到毫秒級(jí)。

4 結(jié)論

LXI總線基于開放的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，具有分布式的架構(gòu)、靈活的配置形式、高速的數(shù)據(jù)傳輸、高精度的系統(tǒng)同步等優(yōu)勢(shì)，有效解決了大型測(cè)試系統(tǒng)中多設(shè)備的快速部署和數(shù)據(jù)同步問題，提高了系統(tǒng)的精度和測(cè)試效率。但要使用過程中仍需要仔細(xì)考慮其使用的方法，以滿足各種不同的需要。下面是設(shè)計(jì)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步方法需要注意的關(guān)鍵問題。

⑴整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)同步是一個(gè)非常重要的功能，而保證數(shù)據(jù)同步的基礎(chǔ)是首先保證每個(gè)測(cè)試子系統(tǒng)的同步觸發(fā)，而保證子系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步觸發(fā)的較好方案是采用同一個(gè)外部觸發(fā)信號(hào)來觸發(fā)所有采集設(shè)備進(jìn)行采集，以此保證一個(gè)子系統(tǒng)中所有設(shè)備采集時(shí)間的統(tǒng)一。一般來講，每個(gè)設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘是非常精確的，可以保證在設(shè)定采樣率情況下的采樣點(diǎn)數(shù)，因此在經(jīng)過相同的時(shí)間，每個(gè)設(shè)備的采樣點(diǎn)數(shù)基本一樣，各個(gè)設(shè)備的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)齊可以按照采樣點(diǎn)序號(hào)進(jìn)行。

⑵在保證單一子系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)同步的前提下，數(shù)據(jù)同步的核心問題是多子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)同步。因?yàn)樽酉到y(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)行，可以分別啟動(dòng)和停止，并且有些子系統(tǒng)設(shè)備無法采用外部觸發(fā)信號(hào)來進(jìn)行同步采集。因此，我們可以采用事后按照時(shí)間標(biāo)識(shí)的對(duì)齊方式來保證采集數(shù)據(jù)的同步。這就要求每遍數(shù)據(jù)都具有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳，所有數(shù)據(jù)都會(huì)按照此時(shí)間戳進(jìn)行對(duì)齊。

⑶采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步的處理方法需要綜合考慮各種因素。比如當(dāng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求比較高時(shí)，則其子系統(tǒng)在數(shù)據(jù)同步同時(shí)還要保證一定的采集速率；這就要求采集速率較慢的設(shè)備數(shù)據(jù)要盡量跟上較快的數(shù)據(jù)，在選用數(shù)據(jù)的合成方法時(shí)可以對(duì)慢速數(shù)據(jù)進(jìn)行多次復(fù)制以對(duì)應(yīng)快速數(shù)據(jù)。同理，當(dāng)需要保證較高的數(shù)據(jù)同步精度時(shí)，我們可以通過讓采集塊的系統(tǒng)適當(dāng)?shù)却杉南到y(tǒng)來達(dá)到提高同步精度的目的。

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Research on Data Synchronization Method of LXI-Based Data Acquisition System

Wang Jing,Luo Dan
（AECC HuNan Aviation Powerplant Research Institute,Zhuzhou Hunan,412002）

For large aircraft engine data acquisition system, a large number of signals should be collected.It is not just a simple superposition of different device signals, but also requires that the different devices signal must be kept higher precision data synchronization. LXI bus is a new generation instrument bus, which is based on the open industrial network standards, with a distributed architecture, highspeed data transmission, high-precision system synchronization and other advantages. One data acquisition system of aero-engine is designed and built based on LXI bus equipment, making full use of the advantages of LXI bus, effectively solving the problem of data synchronization of large data acquisition system, and improving the accuracy and test efficiency of the system.

Synchronous trigger; Clock synchronization; LXI; data acquisition