Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
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Improvement of Time Synchronization of SpaceWire Network through Time-Code Extension

타임코드 확장을 통한 스페이스와이어 네트워크의 시각 동기화 성능 개선

  • Ryu, Sang-Moon (Department of Information and Control Engineering, Kunsan National University)
  • Received : 2016.11.21
  • Accepted : 2017.01.27
  • Published : 2017.04.30
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Abstract

SpaceWire invented for spacecrafts has Time-Code defined for time synchronization over SpaceWire network. A Time-Code suffers transmission delay of 14[bit-period] and jitter up to 10[bit-period] whenever it passes through a SpaceWire link, which is the primary cause of time synchronization error. This work presents a simple method to improve the time synchronization which uses two extended Time-Codes. Nodes on a SpaceWire network can find how much delay and jitter a received Time-Code has suffered while it passes through the network, and they can correct time synchronization error with this information. The proposed method was validated in a simulation environment developed based on OMNeT++. The simulation result showed that time synchronization error less than a few bit-periods can be achieved. The proposed method is cost effective and suitable for small-scale SpaceWire network systems.

항공우주분야 시스템의 네트워크 구현을 위해 고안된 스페이스와이어에는 네트워크의 시각 동기화를 위한 타임코드가 정의되어있다. 스페이스와이어 네트워크에서 타임코드가 링크를 통과할 때마다 14[bit-period]의 전송 지연과 최대값이 10[bit-period]인 전송 지터가 발생하며 이것은 시각 동기화 오차의 주요 원인이다. 본 논문은 스페이스와이어 표준에 정의되어 있는 타임코드를 확장하여 시각 동기화 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 타임 마스터와 시각 동기화를 수행하는 노드들은 확장된 타임코드들을 이용하여 시각 정보가 전송되는 과정에서 발생한 전송 지연과 지터를 파악하고 이를 이용하여 시각 동기화 보정을 수행할 수 있다. 제안된 방법의 효과는 OMNeT++ 기반의 스페이스와이어 네트워크 시뮬레이션 환경을 이용하여 분석되었으며 그 결과 수 [bit-period] 이내의 오차로 시각 동기화가 가능하다는 것이 확인되었다. 제안된 방법은 소규모 스페이스와이어 네트워크 시스템에 적합하며 이전 연구 결과들에 비해 구현에 따른 비용 대비 매우 효과적인 성능 향상을 얻을 수 있다.

Keywords

References

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