c - 时间戳比计时器短的同步计时器

Question

为什么我有两个设备 A 和 B 都使用 64 位定时器。 1 个刻度等于 1ns。我想同步两个计时器的漂移。我已经知道A和B之间的延迟。通常我会频繁地将A的当前时间发送到B。在B中，我会添加传播延迟并使用该值作为同步B的比较值。在我的情况下，我只能发送每 100ms 定时器的低 32 位。我尝试简单地将 B 的下部替换为 A 的部分，但只有在 32 位没有溢出的情况下才有效。有没有办法检测这种溢出？溢出示例(定时器短路):

定时器B:0x00FF

定时器A:0x010A

=> 0x0A 到 B替换导致定时器 B 0x000A 而不是定时器 B 0x010A。

所以我需要检测 A 中已经发生了 B 中尚未发生的溢出。

下溢示例(短路定时器):

定时器B:0x0205

定时器A:0x01F6

=> 0xF6 => 定时器 B:0x02F6 而不是 0x01F6

在这种情况下，定时器 B 比定时器 A 更快。

Answer 1

这是我用来找出 timera 最接近的可能值的方法，给定timerb ，timera的低32位在message ，以及 delay 中的预期传播延迟:

#include <stdint.h>

int64_t expected_timera(const int64_t  timerb,
                        const uint32_t message,
                        const uint32_t delay)
{
    const int64_t  timer1 = (timerb / INT64_C(4294967296)) * INT64_C(4294967296)
                          + (int64_t)message + (int64_t)delay;
    const int64_t  timer0 = timer1 - INT64_C(4294967296);
    const int64_t  timer2 = timer1 + INT64_C(4294967296);

    const uint64_t delta0 = timerb - timer0;
    const uint64_t delta1 = (timer1 > timerb) ? timer1 - timerb : timerb - timer1;
    const uint64_t delta2 = timer2 - timerb;

    if (delta0 < delta1)
        return (delta0 < delta2) ? timer0 : timer2;
    else
        return (delta1 <= delta2) ? timer1 : timer2;
}

就我个人而言，我也会计算timerb使用线性调整从实际计时器 B 中得出:

static volatile int64_t real_timer_b;  /* Actual timer b */
static int64_t          timerb_real;   /* real_timer_b at last sync time */
static int64_t          timerb_offset; /* timera at last sync time */
static int32_t          timerb_scale;  /* Q30 scale factor (0,2) */

static inline int64_t timerb(void)
{
    return ((int64_t)(int32_t)(real_timer_b - timerb_real) * (int64_t)timerb_scale) / INT64_C(1073741824) + timerb_offset;
}

与 timerb_real = 0 , timerb_offset = 0 ，和timerb_scale = 1073741824 , timerb() == real_timer_b .

何时 timera > timerb() ，需要增加timerb_scale 。当timera < timerb() ，你需要减少timerb_scale 。您不想每 100ms 计算一次精确值，因为传播延迟中的抖动将直接影响timerb()。 ;你想慢慢地调整它，在几(几十)秒内。作为奖励，您可以保留 timerb()单调，没有突然向前或向后跳跃。

Network Time Protocol实现的作用非常相似，您可能会在那里找到进一步的实现帮助。