计算机系统应用 ｈｔｔｐ：／Ａｖｗｗ．ｃ—Ｓ—ａ．ｏｒｇ．ｃｎ ２０］３年第２２卷第４期 基于ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６的ＩＥＥＥ１５８８时钟同步系统① 郭鹏飞，任小玲，黄国兵 （西安工程大学计算机科学学院，西安７１００４８） 摘要：随着分布式系统在工业制造与实时控制、医疗、电力等方面的广泛应用，应用系统对时钟同步精度要求 越来越高．传统的同步模式如ＧＰＳ、ＮＴＰ等，由于在成本或同步精度方面的原因，难以满足工业应用需求．采用 硬件辅助实现ＩＥＥＥ１５８８的时钟同步技术可以极大的减少同步误差，是现在实现高精度同步的有效方法，并且实 现综合成本较低．分析了ＩＥＥＥ１５８８基本同步原理和ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６物理层芯片的功能结构，实明了基于ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６ 的ＩＥＥＥ１５８８时钟同步模块，在局域网中测试、验证了其同步精度可达到纳秒量级． 关键词：ＩＥＥＥ１５８８；ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６；时钟同步：硬件时间戳 Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｏｆ ＩＥＥＥ１５８８ Ｃｌｏｃｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎ￣ａｆｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６ ＧＵＯ Ｐｅｎｇ－Ｆｅｉ，ＲＥＮ Ｘｉａｏ—Ｌｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｇｕｏ—Ｂｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ’ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４８，Ｃｈｍａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ｍｅｄｉｃａｌ，ｐｏｗｅｒ，ｅｔｃ ｉｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｃｌｏｃｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂｅｃｏｍｅｓ ｕｒｇｅｎｔ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｄｅ，ｓｕｃｈ ａＳ ＧＰＳ，ＮＴＰ，ｅｔｃ．， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｃｏｓｔ ｏｒ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉＳ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｈａｒｄｗａｒｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ＩＥＥＥ１ ５８８ ｃｌｏｃｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃａｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ．Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ．ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｓｔｓ．１１１ｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｈｉｐ ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｆｏｒ ＩＥＥＥ １ ５８８ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｒｅａｌｉｚｅｄ ｈｅ ＩＥＥＥ１ ｔ５８８ ｃｌｏｃｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６．Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｉｎ ＬＡＮ．ｉｔｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ Ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩＥＥＥ１５８８；ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６；ｃｌｏｃｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｈａｒｄｗａｒｅ ｔｉｍｅｓｔａｍｐ 随着网络技术的不断发展，分布式系统现在在测 量仪器和工业控制、医疗、通信、电力等各个领域的 应用越来越广泛，并且对同步精度要求也越来越高． 当前，在应用最广泛的传统同步技术ＮＴＰ、ＳＮＴＰ及 ＧＰＳ中，ＮＴＰ和ＳＮＴＰ的时间同步精度仅能达到毫秒量 级；ＧＰＳ的时间同步精度可以达到纳秒量级，但其需 要特定的收发装置，且不支持以太网端口，用于工业 应用领域成本较高【１＇２】．采用硬件辅助实现的 较低，故其在工业应用领域有其独特的优势，应用前 景广阔． １ ＩＥＥＥ１５８８时钟同步基本原理 ＩＥＥＥ１５８８标准把网络系统内部的时钟按照树形 管理模式使系统内的时钟形成主从关系【３】．在一个 ＰＴＰ域中，协议运用最佳主时钟算法ＢＭＣ选取域中 最精确、最稳当的时钟作为主时钟，其它的作为从时 钟，主时钟提供参照时间，通过交换ＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）时间消息报文，各从时钟估算同主时 钟的时间偏差校正本地时钟达到同主时钟的时间同 ＩＥＥＥ１５８８时钟同步技术，同步精度可以达到纳秒量级， 同时，ＩＥＥＥ１５８８时钟同步技术本身就是基于以太网设 计实现的，无需额外的时钟信号线，可以很好的利用 现有资源来实现，相对于传统的同步技术，综合成本 ①收稿时间：２０１２—０８—２８；收到修改稿时间：２０１２・１０－０３ 步【４】． ４Ｏ系统建设Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ２０１３年第２２卷第４期 ｈｔｔｐ：Ｈｗｗｗ．ｃ—Ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃａ 计算机系统应用 两个时钟同步主要完成２个量的同步，即时钟频 率同步和时间同步．ＩＥＥＥ１５８８时钟同步协议把实现这 两个量同步分为两个测量阶段来完成：时钟偏移测量 阶段和网络延迟测量阶段．要注意的是：测量阶段只 为了避免多个从时钟同时向主时钟请求服务，从 而造成主时钟负担过重带来的延迟误差，从时钟接收 到Ｓｙｎｃ报文后，经过一个很小随机时问量后，向主时 钟发送延迟请求报文ＤｅｌａｙＲｅｑ时钟同步报文，同时 ＿是逻辑上的区分，在实际同步过程中是作为一个整体 记录ＤｅｌａｙＲｅｑ时钟同步报文的精确发送时间ｔ３，主 ＿进行的【５】．ＩＥＥＥ１５８８时钟同步是通过主从时钟间周期 性的交换ＰＴＰ时问同步报文来完成的，用于时钟同步 时钟接收ＤｅｌａｙＲｅｑ时钟同步报文，记录下接收到 ＿Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｑ时钟同步的精确时间ｔ４，然后，主时钟使用 的时间报文消息有４种：Ｓｙｎｃ、Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ Ｄｅｌａｙ Ｒｅｑ 、 、＿Ｄｅｌａｙ．Ｒｅｓｐ，协议根据是否需要传送Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ 时间．同步报文来告诉从时钟Ｓｙｎｃ发出的精确时间将同步 模式划分为两种：单步模式和两步模式．单步模式下 不需要传送Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ Ｓｙｎｃ ．时间同步报文携带 发出的精确时间，而是直接将Ｓｙｎｃ发出的精确时间放到Ｓｙｎｃ 中传送给从时钟，两步模式下Ｓｙｎｃ发出的精确时间则 放在Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ时间报文中传送给从时钟．以两步模 式为例，ＩＥＥＥ１５８８时钟同步过程如图１所示： 图１ ＩＥＥＥ１５８８时钟同步 偏移测量阶段： 主时钟周期性的向域中广播Ｓｙｎｃ时钟同步报文， 同步周期一般设为２ｓ．根据ＩＥＥＥ１５８８时钟同步协议， 主时钟接到本地时钟脉冲信号后，构建Ｓｙｎｃ时钟同步 报文向所在域以广播模式发送出去，同时记录Ｓｙｎｃ报 文发送的精确时间ｔ１，从时钟接收Ｓｙｎｃ报文，记录下 接收到的精确时间ｔ２，根据ｔ。和ｔ２可以计算出主从时钟 之间的时间偏差Ｏｆｆｓｅｔ，以下简称为Ｏ． 延迟测量阶段： Ｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ时钟同步报文将ｔ４送回从时钟．根据ｔ３和 ｔ４可以计算出主从时钟之间的报文传输延迟Ｄｅｌａｙ，以 下简称为Ｄ． 由上述同步过程，易知主时钟到从时钟之间报文 传输延迟Ｄ 。为： Ｄｍｓ＝ｆ２一ｒ１ 从时钟到主时钟之间报文传输延迟Ｄ 为： Ｄ ｓｍ＝ｔ ４一ｔ３ ＩＥＥＥＩ５８８协议假设报文在主从时钟之间往返路 径对称，也就是Ｄ ＝Ｄ。 ，故： Ｄ＝ （（，２一，１）＋（， 一ｆ３ 又知： ｔ２＝ｔｌ＋Ｄ＋Ｄ （１） ＝ｆ３一Ｄ＋Ｄ （２） 根据（１）式和（２）式可以得： Ｏ＝妻（（ｆ 一ｔ１）一 一，３）） 根据计算出来的０和Ｄ来调整从时钟本地时钟， 这样主从时钟之间就完成了一次时钟同步． ２ ＩＥＥＥ１５８８时钟同步系统设计与实现 硬件设计采用１１公司的ＤＫ－ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６作为开发板， 以最佳主时钟算法选取的主时钟为参考时钟源，通过工 业以太网的ＵＤＰ／ＩＰ通信完成主从时钟问的时钟同步． ２．１系统硬件结构 ＤＫ．ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６开发板的核心是基于ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ．Ｍ３的３２位ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６微控制器，８０ＭＨｚ工作 频率的ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６微控制器，具有２５６Ｋ闪存和 ９６ＫＳＲＡＭ，同时集成了以太网的ＭＡＣ和ＰＨＹ层【６Ｊ， 为网络报文提供高精度的硬件时间戳，完全支持 ＩＥＥＥ１５８８精密时钟同步协议． ＤＫ—ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６开发板的硬件结构如图２所示： Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ系统建设４１ 计算机系统应用 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ－Ｓ－ａ．ｏｒＢ．ｃｎ ２０ｌ３年第２２卷第４期 量砉 ０～， 》０◎＠００００００ ０③⑦０◇＠０ｌ。＠ ０Ｃ ００（）００００ ００◎０００ ００００◇ ００ ０◇００９９０Ｇ ｏｏｏｃ～ 曼９ｏ ＤｔｕｓＢ ｍｌ Ｉ ： ｔｓｗＤ／ （｝ Ｄｅｌ￣ｇ ）－ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉ．Ｌ一、 Ｈ＇ＡＧ Ｔ（ｗ ０ｎ虹０ｌｌｅｒ ｆ。ｒ— Ｍｕｘ ＵＡＲＴｄ） １１ ＵＳＢ ｍｉｃｒｏ－ＡＢ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ——ｏＳｇ… ＬＭ３Ｓ９Ｂ ９６ ＋５Ｖ ｈｏｓｔ Ｓｕｐｐｌｙ ｔ Ｃｏｎｔｒｏｒ一一 ｝ Ｍｉｃｒ（＇ｃＯ ｎ仃ｏｌｌｅｒ ＩＥｔｈｅｍｅｔ ＩＬｌ４５ Ｊａｃｋ＋ 【 ｈ ｇ 旺一 ８ＭＢ ＳＤＲＡＭ ｆ Ｌ荟 图２ ＤＫ－ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６开发板的硬件结构 ＤＫ－ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６板上具有丰富的外围设备和接口， 其主要片内存储器、片上外围设备和ＭＣＵ三部分组成， ＵＳＢ控制器设各提供电源和调试接口，此外也可以通过 ＤＣ ｐｏｗｅｒ插口提供电压，片内的以太网控制器提供了 两个模块相互配合完成主时钟和从时钟间的时钟同步． 完整的网络功能，在ＭＡＣ操作中，Ｇｅｎｅｒａｌ－ＰｕｒｐｏｓｅＴｉｍｅｒ ３（ＧＰＴ３）结合Ｅｔｈｅｍｅｔ ＭＡＣ Ｔｉｍｅｒ Ｓｕｐｐｏｒｔ（ＭＡＣＴＳ）为网 络报文提供精确的时间戳［７１，ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３微控制器 提供了软硬件控制中断，中断延迟为纳秒级，实时测量 和控制也是该开发板的应用设计目的之一． ２．２系统功能设计 系统的软件结构如图３所示，系统主要分成两大功 能模块：ＰＴＰ通信模块和时钟驯服模块．ＰＴＰ通信模块 实现了ＩＥＥＥ１５８８协议中主时钟和从时钟间之间的报文 通信，获得相应的时间信息和管理信息的功能：时钟驯 服模块实现了时间信息加工和本地时钟校正的功能， ４２系统建设Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 图３系统软件结构示意图 ２．２．１ ＰＴＰ通信模块 ＰＴＰ通信模块由ＰＴＰ协议引擎模块、ＰＴＰ报文发 ２０ｌ３年第２２卷第４期 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ—Ｓ—ａ．ｏｒｇ．ｃｎ 计算机系统应用 送模块、ＰＴＰ报文接收模块３大模块构成，完成了最 佳主时钟选择、ＰＴＰ数据集维护和更新、报文时间计 算、时钟状态转换、报文组帧解帧以及时问戳打印和 解读功能． ＰＴＰ协议引擎模块细分为以下四个模块： ①时钟状态转换控制模块．在不同的环境和条 件下，将本地时钟设置成相应的状态．这个模块的主 要功能是负责完成设备初始加电时的初始化状态、出 现异常后的故障状态、运行最佳主时钟算法后决定的 主时钟状态或从时钟状态、同步未实现时的未校准状 态、通常情况下的侦听状态等各状态的管理和转换控 制．引起时钟状态改变主要有两个原因：一是状态改 变事件ＳＴＡＴＥ ＣＨＡＮＧＥ ＥＶＥＮＴ的发生：二是时钟 同步周期． ②最佳主时钟选择模块．该模块主要是用来选 择本地网络中最精确、最稳定的时钟作为主时钟，同 时决定本地时钟应处的状态．最佳主时钟选择算法主 要包括两个步骤：首先从本地时钟通信端口中选出一 个质量最好的同步报文：再是根据上述结果，比较此 时的主时钟和本地时钟的属性，决定本地设备ＰＴＰ协 议引擎所处的状态【８】． ③ＰＴＰ数据集维护和更新模块．该模块完成了 对缺省数据集、当前数据集、双亲数据集、全局时 间数据集、端口配置数据集以及外来主时钟数据集 的维护和更新．当每次同步完成时利用 ＵＰＤＡＴＥ ＰＴＰ Ｄ ｒＡＳＥＴ对本地ＰＴＰ数据集进行维 护和更新． ④时钟驯服模块接口模块．该模块主要用于对 获得的时间戳信息进行简单的计算，同时将计算获得 的Ｄｌｍ。、Ｄ。 传送给时钟驯服模块． ＰＴＰ报文发送、接收控制模块主要完成时钟同步 报文的构造和解析、控制以太网控制器为报文打入时 间戳信息和提取时间戳信息． ＰＴＰ通信模块的程序流程如图４所示． ２．２．２时钟－￣ｌｌＮ模块 如图３所示，时钟驯服模块描述了时间消息从右 到左、从ＰＴＰ通信模块获得时间信息到完成时钟校准、 从协议到时钟校准的整个过程．时钟驯服模块的主要 任务是对获得的时间信息进行运算、降噪处理及从时 钟本地时钟校准． 图４ ＰＴＰ通信模块程序流程图 通过时钟驯服模块接口模块时钟驯服模块获得两 个时间信息：主时钟到从时钟报文传输延迟Ｄ 。、从时 钟到主时钟传输延迟Ｄ。 ．主时钟到从时钟报文传输 延迟Ｄ 。与从时钟到主时钟传输延迟Ｄ 求和取１／２ 得到主从时钟报文传输延迟Ｄ．主从时钟报文传输延 迟Ｄ与主时钟到从时钟报文传输延迟Ｄ 取差获得主 从时钟之间的时间偏差Ｏ．具体过程如下： 已知： Ｄｍ ＝ｔ２一ｆ１ Ｄｓ ＝ｆ４一，３ Ｄ＝吉 一 ）＋ ）） 又 Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ系统建设４３ 计算机系统应用 ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｃ—Ｓ—ａ．ｏｒｇ．ｃｎ ２０１３年第２２卷第４期 ＋ ）＝ １ ）＋（ｆ 一 Ｄ＝ （ ＋ ） 又知： Ｄ＝ ２（ ：一ｆ ）一（， 一，３）） 而： 一。＝ 一 （ ＋ｐ ） ＝ （ 一 ） ＝ ：一ｔ１）一ｔ一 ）） 故： Ｏ＝Ｄ 一Ｄ 从而ＰＩ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ获得了主从时钟间报文传输延 迟Ｄ和主从时钟之间的时间偏差Ｏ，进而调用Ｔｉｃｋ Ｒａｔｅ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ方法完成本地时钟校准． Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ—Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ即ＰＩ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ比 例积分控制器．在时钟驯服模块中，输入主从时钟之 间的主从时钟间的报文传输延迟Ｄ和主从时钟之间的 时间偏差Ｏ，ＰＩ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ会产生一个部分时钟速率调 整量来校准本地时钟与主时钟之间的偏差，ＰＩ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ同时完成主从时钟的时间和时钟速率的校 准【 ． Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ即ＬＰ ＩＩＲ 低通数字滤波器，其通过数值运算实现滤波，处理 精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻 抗匹配问题．在ＰＴＰ时间信息的采集过程中，不可 避免的存在着噪音，这些噪音对同步精度造成一定 的影响．在同步的过程中，存在两类噪音：一类是 持续频繁出现的低能量噪音：另一类是间歇性的高 能量噪音．究其原因，第一类噪音是由于中断服务 程序的切换、通信协议栈的调用抖动带来的，第二类 可能是由于中断服务长时间不可用，ＣＰＵ负担过重 等引入的．由于这两类噪音相对于正确时间信息具 有较高能量，故采用低通数字滤波器，实验证明采 用低通数字滤波器可以很有效的消除这两类噪音， 有效提高同步精度． ４４系统建设Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ３ 系统同步性能测试及分析 为了验证所设计系统同步效果，本文在实验室搭 建了如图５所示实验室模拟框架： 图５实验室模拟框架图 测试网络由４部分组成：服务器（主时钟）、测试对 比设备、测试机和客户端（从时钟）．测试过程为：首先 主从时钟发送同步报文完成时钟同步；同步完成后， 主从时钟在整秒时刻同时向测试对比设备发送一个脉 冲：测试对比设备捕获脉冲，记录各自到达时间后求 差：差值发送给测试机显示输出．测试时间持续一周， 随机采样若干数据，结果如表ｌ所示． 表１ 系统测试数据随机采样表 试验结果表明，利用ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６芯片设计的 ＩＥＥＥ１５８８标准同步系统处于纳秒量级，达到了系统的 设计目标． ４结语 本设计微处理器采用ＴＩ公司推出的内置 ＭＡＣ＋ＰＨＹ功能的ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６芯片，可以在靠近网线 的位置获取时间戳，通过硬件获得时间戳，可以极大 的减小通信协议栈调用带来的时间延迟，极大的提高 同步精度．经试验验证，在理想条件下，其同步精度 可以达到纳秒量级．面对当前电力、电信、国防等领 域对同步精度的高要求，基于ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６：芯片硬件辅 （下转第６８页） 计算机系统应用 ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｃ—ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃｎ ２Ｏｌ３年第２２卷第４期 境的影响，也受到网络环境各种因素影响，因此很难 用一种模型精确描述Ｑｏｓ的变化． 针对上述问题，本文提出了一种新颖的用户权重 ３ Ｗａｎｇ Ｐ ＱｏＳ—ａｗａｒｅ ｗｅｂ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｔｕｉｔｉｏｎｉｓｔｉｃ ｆｕｚｚｙ ｓｅｔ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｕｍｅｒ’ｓ ｖａｇｕｅ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００９，３６（３）：４４６０—４４６６． 模型，使用户能够很容易表达ＱｏＳ属性重要程度；同 时使用区间数描述ＱｏＳ，既可以从定性的角度评估 ＱｏＳ也可以使ＱｏＳ的监控更加容易．并且提出了支持 上述描述的ＣＷＳＳＡ算法，通过实验证明了算法优势． ４范小芹，蒋昌俊，王俊丽，庞善臣．随机ＱｏＳ感知的可靠Ｗｅｂ 服务组合．软件学报，２００９，２０（３）：５４６－５５６． ５ Ｓａａｔｙ ＴＬ，Ｖａｒｇａｓ Ｌ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｔｈｅｏｒｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，ＲＷＳ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ．２Ｏｏ０． ６ Ｈｗａｎｇ ＣＬ，Ｙｏｏｎ Ｋ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｋｉｎｇ， Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，１９８１． ＣＷＳＳＡ算法还应当考虑更多的用户权重表达方 式，如区间数、语言短语、直觉模糊集等．也应当考虑 更多的ＱｏＳ表达方式，如语言短语、直觉模糊集，以 及找出将这些表达方式转换成区间数的方法． ７ Ｓｕｎ Ｈｅ ＳＹ，Ｌｅｕ ＪＹ．Ｓｙｎｄｉｃａｔｉｎｇ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ：Ａ ＱｏＳ ｎｄ ａｕｓｅｒ－ｄｒｉｖｅｎ ａｐｐｒｏａｃｈ．Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００７，４３（１）： ２４３－２５５． 参考文献 １ Ｌｉａｎｇ Ｈｕａｎｇ ＣＣ．Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒｉｃ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎｃｕｒ－ ｐｏｒａｔｅｓ ｗｉｈ ｒｏｕｇｈ ｓｅｔ ｔｔｈｅｏ —ＩＡＪ１ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｗｅｂ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅ￣Ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｈ Ａｐｐｌｉｔｃａｔｉｏｎｓ， ８ Ｔａｏ Ｆ＇Ｚｈａｏ ＤＭ，Ｈｕ ＹＦ，Ｚｈｏｕ ＺＤ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ—ａｗａｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ－－ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｎｕ－－ ｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｇｒｉｄ．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００９，３６（３）：５５４９－５５５６． ２ＹａｎｇＦＣ，Ｓｕ Ｓ，ＬｉＺ．ＨｙｂｒｉｄＱｏＳ—ａｗａｒｅｓｅｍａｎｔｉｃｗｅｂ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｓｅｒｉｅｓ Ｆ－ ２０１０，２Ｏｌ（１）：ｌ２９—１４３． ９ Ａｒｄａｇｎａ Ｄ，Ｐｅｍｉｃｉ Ｂ．Ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｌｅｘｉｆｂｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００８，５１（１ １）：１８２２－１８４０． ２００７，３３（６）：３６９－３８４． （上接第４４页） 助的ＩＥＥＥ１５８８标准为其提供一个很好的解决方案 ５关松青，肖昌炎，夏晓荣．ＩＥＥＥ１５８８协议在工业以太网中的 实现．计算机工程，２０１ １，３７（６）：２３７－２３８，２４１． 参考文献 ｌ关松青，肖昌炎．工业以太网中ＩＥＥＥ１５８８时钟同步技术研 究．湖南大学，２０１０． ６ ２００９－２０１０ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ￣ｅｖｅｌＤｏｐｍｅｎｔ Ｋｉｔ Ｕｓｅｒｓ Ｍａｎｕａ１． ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６ ７ ２００７－２０１２ Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ￣ＬＭ３Ｓ９Ｂ９６ Ｍｉｃｒｏ． ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｄ ｒＡ ＳＨＥＥ ２李晓珍。苏建峰．基于ＩＥＥＥＩ５８８高精度网络时钟同步的研 究．通信技术，２０１１，４４（３）：１０５—１０７，１１０． ３王康，胡永辉，何在民．基于ＤＰ８３６４０硬件辅助的ＩＥＥＥ１５８８ 研究及实现．时间频率学报，２０１ １，３４（１）：１－８． ４ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ｌ ５８８ＴＭ－２００２．１ＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ａ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ８戴辉，涂岸．基于ＡＲＭ９２００体系的ＩＥＥＥ１５８８硬件实现．微型 机与应用，２０１０，１３：６３－６５，６８ ９ Ｃｏｒｒｅｌｌ Ｋ，Ｂａｒｅｎｄｔ Ｎ，Ｂｒａｎｉｃｋｙ Ｍ．Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｏｎｌｙ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｌｏｃｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ＿【２００５１．ＵＳＡ：ｈｔｃｐ：／／ｗｗｗ．ｖｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｒｎ／． ｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌａ Ｓｙｓｔｅｍｓ． ６８软件技术・算法Ｓｏｔｔｗ￣ｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ・Ａｌｇｏｆｉ￣ｍ
