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具有调节器和非理想时钟的时敏网络中的时间同步问题

在时间敏感型网络中(例如在IEEE TSN和IETF Detnet中)使用流重塑,以减少网络内部的突发性并支持计算保证的时延边界。使用每流调节器(例如令牌桶过滤器)或交错式调节器(与IEEE TSN异步流量整形(ATS)一样)执行此操作。两种类型的调节器都是有益的,因为它们消除了由于网络内部的复用而导致的突发性增加。通过使用网络演算,可以证明它们不会增加最坏情况的延迟。但是,假设所有网络节点的时间都是完美的,则建立了调节器的属性。实际上,节点使用本地的、不完美的时钟。时间敏感型网络有两种形式:(1)在非同步网络中,本地时钟在每个节点上独立运行并且其偏差不受控制;(2)在同步网络中,本地时钟的偏差保持在很小的范围内使用例如同步协议(例如PTP)或基于卫星的地理位置系统(例如GPS)。在这两种情况下,我们都会重新审视监管机构的性质。在非同步网络中,我们表明忽略时序不正确可能会由于每流或交错式调节器的无限延迟而导致网络不稳定。为了避免此问题,我们提出并分析了两种方法(速率和突发级联以及异步双到达曲线方法)。在同步网络中,我们表明流量调节器没有不稳定,但是令人惊讶的是,交错的调节器会导致不稳定。为了建立这些结果,我们开发了一个新的架构来捕获非同步和同步网络中时钟的工业需求,并且我们开发了一个工具箱,该工具箱扩展了网络演算以解决时钟缺陷。

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【仪表】数字显示仪作为电动单元组合仪表的应用

1 概述   作为早期XCZ、XCT、XFZ、XFT动圈式仪表和稍后的XBZ、XBT力矩电机式仪表的更细新换代产品,数字显示仪以其读数直观、显示清晰、分辨率高、无视差、抗震性好、输入阻抗大和安装角度不受限制等优点得到广泛的应用。但在八十年代初期数字显示仪刚问世时,人们对其稳定性、可靠性还存在疑问,事实也的确如此,早期的数字显示仪不稳定、精度低、故障率高,声誉不佳,人们回过头来再次使用动圈式仪表和力矩电机式仪表。进入九十年代以后,由于微电子技术的发展。新型多功能数字显示仪层出不穷,其稳定的质量、较高的精度、多种多样的辅助功能及低廉的价格已赢得用户的青睐,它不仅完全取代了动圈式仪表和力矩电机式仪表,成为一种应用最广泛的显示仪表,而且以其丰富的辅助功能替代了一部分电动单元组合仪表。由于这种应用现象的出现,在七十年代、八十年代里完全由电动单元组合仪表构成的系统已经很难看到,更多的则是由电动单元组合仪表和数字显示仪组成的混合系统。这是我们经历的又一个螺旋上升的事物发展过程:多功能基地式仪表--单元组合仪表--多功能数字显示仪。   由于这种应用现象的出现,在七十年代、八十年代里完全由电动单元组合仪表构成的系统已经很难看到,更多的则是由电动单元组合仪表和数字显示仪组成的混合系统。   电动单元组合仪表将仪表的功能分得很细,如运算功能就分成加减器、乘除器、开方器、积算器,辅助功能分得更多,如配电器、安全栅、操作器、信号限制器、信号阻尼器、信号倒相器、信号选择器、信号隔离器、阻抗转换器、电源箱等等。这种思路在当时是正确的,因为诞生电动单元组合仪表的六十年代还采用分立元件,实现一项功能要用到一堆元件,功能分细,一台仪表的结构就不太复杂,维护也方便。而到了九十年代,实现一项功能更多的是用软件,通常编写一段程序就可以完成一项功能,因此数字显示仪拥有多项辅助功能就不足为奇了。   以下结合我们在工程设计中的实践,介绍数字显示仪作为电动单元组合仪表的具体应用。

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