[发明专利]容错的分布单元和用于提供容错的全局时间的方法

权利要求书

1.一种在分布式实时计算机系统中用于提供容错的全局时间和用于容错地输送受时间控制的消息的方法，所述分布式实时计算机系统包括外部计算机（210，220，230，240，250，260）和容错的消息分布单元（100）FTNVE，其中每个外部计算机都能是消息的外部发送器和/或外部接收器、尤其是受时间控制的消息的外部发送器和/或外部接收器，

其特征在于，

所述FTNVE包括至少四个部件（110、120、130、140）、即第一部件（110）、第二部件（120）、第三部件（130）和第四部件（140），

其中所述四个部件（110、120、130、140）中的每个部件都经由两个或者至少两个独立的通信路由与所述FTNVE的另外三个部件连接，而且其中，

所述四个部件（110、120、130、140）在所述FTNVE上电之后借助内部同步消息（191）建立容错的全局时间，并且在所述FTNVE运行期间获得所述容错的全局时间，而且其中，

所述四个部件（110、120、130、140）借助周期性的外部同步消息（192）向所述外部计算机（210，220，230，240，250，260）供应所述全局时间，而且其中，

所述外部计算机分别将所述外部计算机的本地时钟状态调到接收到的所述全局时间上，而且其中，

在先验地在时间表中规定的周期性的发送时间点，所述发送时间点用所述全局时间来表示，受时间控制的消息的每个外部发送器经由两个不同的通信通道向所述FTNVE的两个不同的部件传送要发送的消息的两个消息副本，而且其中，

在所述FTNVE之内，经由两个独立的通信路由向所述FTNVE的如下那两个部件供应所述两个消息副本：所述两个部件经由通信通道与所述消息的外部接收器连接，而且其中，

所述外部接收器检验到达的消息副本的有效性，并且采纳首先到达的那个有效的消息副本，而摒弃稍晚到达的第二消息副本。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了建立和为了维持所述容错的全局时间，所述四个部件（110、120、130、140）中的每个部件都包括振荡器和本地滴答计数器、例如具有振荡器和本地滴答计数器的内部计算机；其中在上电之后，利用相同的值、优选地值零来初始化每个部件（110、120、130、140）的所述本地滴答计数器；其中部件的所述本地滴答计数器的所述值在所述部件的所述振荡器的每个周期中被提高了固定的值，优选地被提高了值1；其中在时间服务器（100）上电之后的启动阶段中，所述四个部件中的一个部件、例如所述第一部件（110）向另外的部件（120、130、140）发送启动消息，所述启动消息具有所述一个部件的所述本地滴答计数器在发送所述启动消息的时间点的当前状态；而且其中，以修正了所述启动消息的先验已知的输送延迟的方式，所述启动消息的每个接收器（110、120、130）将所述接收器的本地滴答计数器设置到在所述启动消息中包含的值上；而且其中在先验规定的、周期性的内部同步时间点，所述四个部件（110、120、130、140）中的每个部件都同时向另外三个部件发送内部同步消息，所述内部同步消息包含所述部件的本地滴答计数器在发送所述内部同步消息的时间点的状态；

而且其中内部同步消息的每个接收器都记录所述接收器的本地滴答计数器在所述内部同步消息的接收时间点的状态，并且以修正了所述内部同步消息的先验已知的延迟的方式，测定如下时间差：所述时间差为在包含在所述内部同步消息中的发送时间点与所述内部同步消息的所记录的接收时间点之间的时间差；而且其中从所述时间差中，根据容错的时钟同步算法，部件的每个内部计算机都测定针对包含在该内部计算机的部件中的滴答计数器的校正项，并且将所述本地滴答计数器的状态修正了该校正项；而且其中所述四个部件中的两个部件、例如所述第一部件（110）和所述第三部件（130）各形成外部同步消息（192），所述外部同步消息（192）包含所述外部同步消息的先验规定的外部接收时间点，其中两个外部同步消息包含同一外部接收时间点，并且同时在先验规定的周期性的外部同步时间点分别经由通信通道（190）直接向所述另外的部件（120，130）之一发送所述外部同步消息，但是不向两个另外的部件中的同一部件发送所述外部同步消息，例如所述第一部件（110）向所述第二部件（120）发送所述外部同步消息，并且所述第三部件（130）向所述第四部件（140）发送所述外部同步消息，而且其中所述时间服务器（100）的已向其发送外部同步消息的所述部件（120，140）中的每个部件都检验，是否以对于所述部件的本地滴答计数器在接收所述外部同步消息的时间点的状态来测量的方式设置在接收到的所述外部同步消息中包含的外部接收时间点，同通过先验规划所述外部同步时间点和所述外部接收时间点来预先给定的一样，

•并且如果情况不是如此，则摒弃所述外部同步消息，

•并且如果情况如此，则经由所述部件（110、120、130、140）的外部通信控制器（A，B，C），在尤其是先验规定的时间点，将所述外部同步消息转交给外部接收器，所述尤其是先验规定的时间点确保，所述外部同步消息在包含在所述外部同步消息中的外部接收时间点到达所述外部接收器处；

而且其中每个外部接收器都利用该外部接收器的本地时钟来记录接收到达的第一外部同步消息的时间点，并且紧接着将该外部接收器的本地时钟的状态修正了如下差：所述差为在所记录的接收所述外部同步消息的时间点与在所述外部同步消息中包含的外部接收时间点之间的差。