本公开涉及工业自动化的通信，特别涉及一种用于确定时钟同步精度的测量系统和测量方法。
背景技术：
1、在工业自动化领域，如图1所示，当多个设备1至6按照某一种连接方式（例如通过epa通信协议网络）互相连接起来时，为了使所有连接起来的设备可以被统一的调度运作，共同完成系统中的测量和控制工作。连接着的所有设备需要以其中某一个设备（如设备1）的时间为基准，其他设备（如设备2至6）均与提供时间基准的设备进行同步。其中，提供时钟基准的设备1被称为主时钟设备，与主时钟设备进行同步的设备2至6被称为从时钟设备。
2、传统的用于测量主从时钟同步精度的方法主要依赖于示波器等专业设备，但是这些设备通常成本高昂。随着技术发展，一些系统开始采用基于软件的监测方法，通过分析通信数据来评估时钟同步精度。但是，基于软件的监测方法容易受网络延迟和数据包丢失的影响。此外，也存在采用集中式同步系统通过主时钟广播时间信号实现多设备同步的技术方案，但是其存在依赖性强和单点故障的风险。
3、相比之下，使用示波器进行时钟同步精度测量具有高可靠性、高精度的时间分辨率和直观的波形显示等优点，便于工程师分析同步信号。虽然示波器能够提供高精度的时间基准，但是利用示波器进行时钟同步精度测量存在着操作复杂、成本高昂和时间效率低下的局限性，而且每次测量仅能够适用于少量节点，不便于在多节点时钟同步测量场景中使用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本公开提供了一种用于确定时钟同步精度的测量系统和测试方法，其通过信号采集模块、逻辑处理模块和数据分析模块不仅能够同时实现多个信号的采集和信号选择，还能够实时监测和记录同步信号的变化并直观地输出时钟同步精度测量结果，从而避免复杂操作，进而显著提升操作便利性和测量效率，解决了以上问题。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种用于确定时钟同步精度的测量系统，其特征在于，包括：信号采集模块，配置成同时采集来自至少一个设备的信号并将采集到的信号转换成逻辑电平信号；信号处理模块，配置成接收来自所述信号采集模块的逻辑电平信号并分别对所述逻辑电平信号进行“逻辑与”和“逻辑或”运算，以输出处理后的信号；记录模块，配置成记录每个周期内所述信号处理模块输出周期性信号对应的时间数据；以及数据分析模块，配置成接收来自所述记录模块的时间数据并将所述时间数据与对应的主时钟时间数据进行比较，从而确定所述至少一个设备的时钟同步精度。
3、在一个实施例中，信号采集模块还包括：通道选择单元，配置成与所述记录模块通信连接，并且在所述信号采集模块采集信号并完成转换后，基于所采集的多个信号所对应的通道类型选择性地对多个逻辑电平信号中的至少部分逻辑电平信号执行处理。
4、在一个实施例中，通道选择单元还配置成：基于所采集的多个信号所对应的通道类型选择性地屏蔽多个逻辑电平信号中的至少部分逻辑电平信号，或将多个逻辑电平信号中的至少部分逻辑电平信号传输到所述记录模块。
5、在一个实施例中，记录模块还配置成：记录每个周期内接收到的来自所述通道选择单元的逻辑电平信号的时间并对所述时间进行时间补偿。
6、在一个实施例中，记录模块还配置成：记录逻辑电平信号进入所述信号处理模块的输入时间和从所述信号处理模块的输出时间，从而通过计算所述输入时间和输出时间的差值来获得用于时间补偿的补偿时间。
7、在一个实施例中，记录模块还配置成：将所述信号处理模块在每个周期内经“逻辑或”处理后输出周期性信号的时间记录为左偏差时间；以及
8、将所述信号处理模块经“逻辑与”处理后输出周期性信号时的时间记录为右偏差时间。
9、在一个实施例中，数据分析模块还配置成：基于所述记录模块记录的每个周期内的左偏差时间和右偏差时间，计算获得所有周期中的最大左偏差时间和最大右偏差时间；以及基于该最大左偏差时间和最大右偏差时间确定时钟同步精度的抖动范围。
10、在一个实施例中，数据分析模块配置成：基于所述记录模块记录的每个周期内的多个左偏差时间和多个右偏差时间，分别计算每个周期内的最大左偏差时间与最小左偏差时间之间的左偏差时间差值，以及最大右偏差时间与最小右偏差时间之间的右偏差时间差值；以及计算获得所有周期中左偏差时间差值和右偏差时间差值中的最大值，从而基于所述最大值确定所述时钟同步精度中的抖动范围。
11、在一个实施例中，数据分析模块配置成：基于所述记录模块记录的每个周期内的左偏差时间和右偏差时间，计算获得各周期内左偏差时间和右偏差时间的平均值；计算所述平均值在所有周期的总平均值，以及所述总平均值与对应的主时钟时间数据的差值；以及基于所述总平均值与对应的主时钟时间数据的差值，确定所述时钟同步精度的偏差。
12、在一个实施例中，数据分析模块配置成：基于所述记录模块记录的每个周期内的多个左偏差时间和多个右偏差时间，分别计算每个周期内左偏差时间与对应的主时钟时间的左差值，和右偏差时间与对应的主时钟时间的右差值；对所述左差值和右差值执行比较，获得各周期内所述左差值和所述右差值中的最大值；以及针对所有周期，计算所述最大值的平均值，从而基于所述平均值确定所述时钟同步精度的偏差。
13、根据本公开的第二方面，提供了一种测量方法包括：将所述测量系统的信号采集模块与至少一个通信设备相连接；通过所述信号采集模块采集信号并将所采集的信号转换成逻辑电平信号；通过所述信号处理模块对所述逻辑电平信号进行逻辑处理并输出至记录模块；通过所述记录模块记录所述信号处理模块输出周期性信号时的时间；通过所述数据分析模块将所述时间数据与所述主时钟时间数据进行比较，从而确定所述时钟同步精度。
14、根据本公开的第三方面，提供了一种用于确定时钟同步精度的计算设备，包括一个或多个处理器；以及存储计算机可执行指令的存储器，计算机可执行指令在被一个或多个处理器执行时使得一个或多个处理器执行根据本公开的第二方面的测量方法。
15、根据本公开的第四方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的非瞬态存储介质，计算机可执行指令在被计算机执行时使得计算机执行根据本公开的第二方面或者第三方面的测量方法。
16、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种用于确定时钟同步精度的测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述信号采集模块还包括：
3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述通道选择单元还配置成：
4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述记录模块还配置成：
5.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述记录模块还配置成：
6. 根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述记录模块还配置成：
7. 根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述数据分析模块还配置成：
8. 根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述数据分析模块配置成：
9.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述数据分析模块配置成：
10.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述数据分析模块配置成：
11.一种使用如权利要求1-10中任一项所述的用于确定时钟同步精度的测量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：
12. 一种用于确定时钟同步精度的计算设备，其特征在于，所述计算设备包括：
13.一种其上存储有计算机可执行指令的非瞬态存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在被计算机执行时使得计算机执行根据权利要求11所述的测量方法。
