本周小编为大家提供航天联测近期承担项目中的知识干货部分——基于时频同步的分布式仿真技术。
系统以我司自研ATSIM仿测一体平台作为核心软件平台，结合机箱背板上的高精度时钟同步技术，实现多个机箱之间纳秒级的时间同步与触发协同。通过统一的配置与管理，系统能够支持多设备并行采集、实时仿真与高速控制，确保所有测试节点在严格的时间基准下运行，从而在航空、汽车、能源、工业控制等领域中，实现对复杂机电系统、通信网络以及控制算法的可靠验证。
图1 多机箱同步测试环境配置
分布式信号采集与输出同步：支持多机箱间模拟量、数字量及总线信号的同步采集与输出；
统一时序调度与触发管理：通过背板时钟与触发线路，实现跨机箱的精确事件同步与顺序控制；
硬件在环与实时仿真扩展：可集成实时模型，构建多模型、大规模、高通道数的硬件在环测试环境；
灵活可扩展的架构设计：支持混合使用不同厂商的硬件设备，并可通过新增机箱便捷扩展测试能力；
集中化配置与监控：借助ATSIM仿测一体平台工程环境，实现多设备资源的统一部署、执行与监测。
图2 多机箱同步测试环境配置
本次介绍的典型试验场景为单台上位机控制多台下位机机箱实现分布式仿真，主要试验硬件包括：仿真机箱，反射内存卡以及同步信号触发资源。
整体系统采用上下位机架构，分布式仿真通过一个上位机对多个下位机进行控制仿真。所有下位机均通过外部时频同步设备实现背板时钟同步。仿真机背板时钟同步后，下位机具有统一时钟源，通过不同下位机的触发信号，实现多台设备的主从触发控制。
所有下位机均通过反射内存连接，反射内存与下位机的时钟模型进行同步，连接后通过时钟同步模型，验证多个机箱在外部时钟源的时钟下的同步情况，整体连接关系图如下所示：
图3 两台机箱同步测试连接关系图
上述分布式仿真技术为两台仿真机进行分布式仿真的连接关系。在实际应用中，可根据实际情况进行多个实时仿真机的分布式仿真，也可以通过上述方法，所有机箱背板连上统一时钟源，实现时频同步的分布式仿真，实现连接关系图如下：
图4 多机箱同步时频测试环境搭框图
多机箱同步测试环境是针对复杂系统测试需求所构建的高精度、高可靠性解决方案。在现代装备与系统的研发验证中，常常需要同时对大量传感器、执行器或子系统进行实时测试与仿真，单一测试机箱往往难以满足通道数量、信号类型或物理分布的要求。多个机箱的协同工作，构建分布式、可扩展的同步测试系统，可成为提高测试效率、保证数据一致性与时效性的重要手段。
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