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	星期三, 十一月 26日 2025, 11:02:01 晚上	星期三, 十一月 26日 2025, 11:03:40 晚上

2.6 工程基线总结报告 - 时序同步与数据一致性

适用范围: 全系统（时钟源管理 + 数据流打点 + 算法时空对齐 + 延迟监控）

1. 核心架构基线 (Core Architecture Baselines)

本章节构建了一套从物理层到应用层、从硬件时钟到算法逻辑的严密时空治理体系。核心目标是确保分布式相控阵雷达在微秒级精度下的时空一致性 (Spatiotemporal Coherence)。

决策领域	核心基线 (Baseline Established)	关键技术特征 (Key Specs)	设计意图/依据
2.6.1 时钟源	HW PTP + TSC 软时钟	IEEE 1588v2 (真值) + CPU TSC (极速读取) + 动态校准回路。	解决“高精度”与“低开销”的矛盾，提供纳秒级读取速度与亚微秒级同步精度。
2.6.2 打点策略	入站即决 (Ingress Timestamping)	优先硬件 TSU，兜底内核 SO_TIMESTAMPNS。不可变出生时间戳。	消除 OS 调度与应用层排队带来的不确定性抖动，确立全链路时间基准 (T0)。
2.6.3 对齐机制	原地乱序重组 (In-Place Scatter)	Addr = Base + PulseIdx * Pitch。双触发提交 (满额/超时)。	在 1GbE 受限网络环境下，以 O(1) 复杂度处理乱序与抖动，保障 FFT 相干性。
2.6.4 融合策略	异步外推 (Extrapolate to Meas)	$\Delta t = t_{meas} - t_{track}$。丢弃乱序 (Drop OOSM)。	尊重数据的物理生成时间，消除处理延迟对状态估计的污染，适配相控阵异步体制。
2.6.5 延迟审计	逐级埋点 (Granular Checkpointing)	5 个关键检查点。P99 & Jitter 监控。触发热节流。	建立系统性能的“心电图”，实现从“定性感觉”到“定量观测”的转变。

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2. 关键技术规范详解

2.6.1 高精度统一时钟源 (Unified Clock)

• 物理层: 依赖 linuxptp (ptp4l + phc2sys) 将网卡 PHC 同步至 GPS/北斗主时钟。
• 应用层: 封装 HighPrecisionClock 类。
  • 读取: 使用 rdtsc 指令 (开销 < 20ns)。
  • 校准: 后台线程每秒运行，计算线性映射 $T = T_{base} + \alpha \cdot (TSC - TSC_{base})$，并执行平滑 (Slewing) 以保证单调性。

2.6.2 多级打点策略 (Timestamping)

• 生成: 在 DataReceiver I/O 线程通过 recvmmsg 的辅助数据 (CMSG) 提取内核/硬件时间戳。
• 流转: 该时间戳写入 RawDataPacket.header.timestamp_us，在后续的信号处理、点迹提取、航迹关联中全程透传，严禁被“当前系统时间”覆盖。

2.6.3 CPI 对齐机制 (Alignment)

• 容器: 预分配页锁定内存池 (MemoryPool)。
• 写入: 基于 UDP 包头的 PulseIndex 直接计算内存偏移量，零拷贝写入。
• 容错:
  • 抖动窗: 允许首包到达后 10% CPI 时长的等待。
  • 丢包: 丢包率 < 5% 时执行零填充 (Zero Padding) 并标记降级；> 5% 时整块丢弃。

2.6.4 航迹关联与更新 (Association)

• 核心算子: KalmanFilter::predict(dt)。
• 逻辑: 始终将航迹状态（老）外推到量测时间（新）。
• 防护:
  • 乱序保护: 若 $t_{meas} < t_{track}$，直接丢弃量测，不执行回溯滤波。
  • 跳变保护: 若 $\Delta t > 10s$，触发时钟故障告警，执行强制重置。

2.6.5 全链路审计 (Auditing)

• 指标:
  • Rx Latency: T_{Dispatch} - T_{Ingress} (组包耗时)
  • Queue Latency: T_{AlgoStart} - T_{Dispatch} (排队耗时 -> 核心拥塞指标)
  • Compute Latency: T_{AlgoEnd} - T_{AlgoStart} (算力耗时)
  • Total Residence: T_{Egress} - T_{Ingress} (全系统驻留时间)
• 闭环: Queue Latency P99 > 阈值 \rightarrow 触发 SystemOverloadEvent \rightarrow 启动流量整形。

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3. 风险与应对 (Risk Mitigation)

潜在风险	现象	应对/缓解措施
PTP 失锁	timestamp_us 精度退化至毫秒级。	监控 ptp4l 的 RMS 误差。若失锁，数据包标记 TIME_LOW_PRECISION，显控端降级显示或告警。
TSC 漂移	不同 CPU 核之间时间微弱不同步。	确认 CPU 支持 constant_tsc 和 nonstop_tsc 特性。在校准算法中引入异常值剔除。
严重乱序	网络拥塞导致大量 OOSM 丢弃。	增大 2.6.3 的抖动等待窗口（牺牲延迟换取完整性）；检查交换机 QoS 配置。