estrutura ara::tsync::TimePrecisionMeasurement

A estrutura ara::tsync::TimePrecisionMeasurement fornece valores de medição detalhados para o registro de precisão de um Time Slave sincronizado em relação a uma base de tempo global. Ela registra timestamps locais imediatamente antes e depois da sincronização ([SWS_TS_01401], [SWS_TS_01406]), bem como desvios de tempo de propagação e de taxa. Por meio do campo de bits de status [SWS_TS_01403], ela também sinaliza condições de erro como timeouts, saltos excessivos de tempo ou ultrapassagens de taxa.

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Contexto

A estrutura de dados ara::tsync::TimePrecisionMeasurement destina-se ao fornecimento de dados de medição detalhados para o registro de precisão de um Time Slave sincronizado em relação a uma base de tempo de nível superior. Dentro do módulo tsync, ela captura instantâneos do relógio local imediatamente antes e após o alinhamento com a base de tempo global durante um evento de sincronização. A estrutura forma, assim, a interface para o monitoramento metrológico, avaliação de qualidade e diagnóstico da sincronização de relógios em sistemas distribuídos.

Diagrama de contexto: registro e repasse de dados de precisão entre a base de tempo, Time Slave e a aplicação de monitoramento. Fontes: [SWS_TS_01401], [SWS_TS_01403], [SWS_TS_01408]

Ciclo de vida

Como uma estrutura final sem gerenciamento próprio de ponteiros ou recursos, TimePrecisionMeasurement é instanciada como um objeto de valor (Value Object). A instanciação e o preenchimento ocorrem normalmente de forma cíclica pelo Time Slave da Adaptive Platform imediatamente após uma etapa de sincronização. A estrutura não possui fases de ciclo de vida dinâmicas ou transições de estado internas; seu estado é imutável a partir do momento do preenchimento como um registro consistente de medição. Como a estrutura provavelmente é repassada por cópia ou por meio de referências constantes para componentes de avaliação, não existem relações de propriedade de nível superior ou requisitos complexos de destruição. O acesso simultâneo de leitura a uma instância preenchida a partir de múltiplas threads de execução é considerado não crítico, desde que nenhuma operação de escrita concorrente ocorra. Pergunta Q-11af6e7f794e4acb (aberta)

Caminho de utilização

A avaliação típica dos valores de medição segue um padrão fixo para a análise da precisão de marcha, saltos de sincronização e atrasos de rede:

• Verificação do status de sincronização: primeiro, o campo de bits [SWS_TS_01403] (timeBaseStatus) é analisado para determinar se existe uma sincronização global válida ou se ocorreram condições de erro.
• Determinação do salto de tempo: comparando os timestamps da base de tempo local imediatamente antes da sincronização ([SWS_TS_01406] locSeconds, [SWS_TS_01407] locNanoSeconds) com os valores diretamente após a sincronização ([SWS_TS_01401] glbSeconds, [SWS_TS_01402] glbNanoSeconds), o salto de correção aplicado pode ser calculado com precisão.
• Determinação da qualidade da transmissão: por meio de [SWS_TS_01408] (pathDelay), avalia-se o tempo atual de transmissão e de propagação de sinal em nanossegundos. Complementarmente, [SWS_TS_01405] (rateDeviation) fornece o desvio de taxa calculado da frequência de clock local diretamente após a medição de taxa.
• Associação ao tempo local virtual: os 32 bits menos significativos da base de tempo local virtual ([SWS_TS_01404] virtualLocalTimeLow) permitem a correlação do momento de sincronização com o relógio de referência contínuo do nó.

Cenários de erro

Condições de erro e estados de exceção não são relatados por meio de exceções de C++, mas sim codificados diretamente através dos bits de status em [SWS_TS_01403] (timeBaseStatus). Os componentes de avaliação devem verificar quais condições de erro estão presentes antes de prosseguir com o processamento dos valores de tempo:

• Timeout de recepção: se o bit 0 (TIMEOUT, 0x01) estiver definido, ocorreu um timeout na recepção de mensagens de sincronização.
• Saltos de tempo: os bits TIMELEAP_FUTURE (0x10, bit 4) ou TIMELEAP_PAST (0x20, bit 5) sinalizam que um valor limite configurado para correções bruscas de tempo para o futuro ou passado foi excedido.
• Erros de taxa: se o bit 7 (RATE_EXCEEDED, 0x80) estiver definido, a taxa de clock calculada excede os valores limites definidos; já o bit 6 (RATE_CORRECTED, 0x40) indica se uma correção de taxa válida pôde sequer ser calculada.
• Condição de dependência: de acordo com [SWS_TS_01403], os bits TIMEOUT, TIMELEAP_FUTURE, TIMELEAP_PAST e SYNC_TO_GATEWAY (0x04, bit 2) só podem estar definidos se o bit 3 (GLOBAL_TIME_BASE, 0x08) estiver definido. Se GLOBAL_TIME_BASE estiver ausente, a base de tempo local funcionou até agora exclusivamente com base no relógio de referência local e nunca foi sincronizada com a base de tempo global.