TIMESTAMP_NS

TIMESTAMP_NS

Einleitung

Der TIMESTAMP_NS ist ein IEC 61499-konformer Funktionsbaustein zur Erzeugung hochauflösender Zeitstempel in Nanosekunden. Standardmäßig generiert er Unix-Epoch-Timestamps (ab 01.01.1970), unterstützt aber durch Anpassung des Startdatums (startDate) alternative Zeitreferenzen. Entwickelt unter EPL-2.0 Lizenz.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

  • REQ (Trigger): Startet die Berechnung des Zeitstempels. Muss mit dem Eingangsparameter startDate verknüpft sein. Beispiel: REQ(startDate := DT#2000-01-01-00:00:00)

Ereignis-Ausgänge

  • CNF (Bestätigung): Signalisiert den Abschluss der Berechnung. Der generierte Zeitstempel steht dann als ULINT-Wert zur Verfügung.

Daten-Eingänge

  • startDate (DT): Startdatum für die Zeitstempelberechnung. Default: DT#1970-01-01-00:00:00 (Unix-Epoch). Hinweis: Andere Werte ermöglichen benutzerdefinierte Referenzen (z. B. Systemstart).

Daten-Ausgänge

  • ULINT (Ausgangsvariable): Zeitstempel in Nanosekunden seit dem definierten startDate. Beispiel: 1680000000000000000 (1,68e18 ns ≈ 2023-03-28).

Funktionsweise

  1. Initialisierung:

    • Wird durch REQ-Ereignis aktiviert.

    • Nutzt den aktuellen Systemzeitpunkt (NOW()).

  2. Berechnung:

    • Subtrahiert startDate von der aktuellen Systemzeit.

    • Konvertiert die Differenz via TIME_IN_NS_TO_ULINT() in Nanosekunden.

    • Gibt Ergebnis als ULINT aus und löst CNF aus.

  3. Fehlerbehandlung:

    • Keine explizite Fehlermeldung, aber Überlauf möglich bei:

      • Extrem großen Zeitdifferenzen (>584 Jahre).

      • Ungültigem startDate (z. B. Zukunft).

Technische Besonderheiten

  • Nanosekunden-Präzision: 64-bit-Zähler (ULINT) vermeidet Überlauf bis ~584 Jahre.

  • Flexible Referenzen: Beliebige Startdaten (z. B. DT#2000-01-01 für Y2K-Referenz).

  • Lizenz: Eclipse Public License 2.0 (EPL-2.0).

Rückgabecodes

  • Erfolg: Gültiger ULINT-Wert (Nanosekunden).

  • Fehler: Keine expliziten Codes, aber:

    • 0 bei ungültiger Berechnung (z. B. startDate > NOW()).

    • Überlauf bei Differenzen >2⁶⁴ ns.

Anwendungsszenarien

  1. High-Performance-Logging: Synchronisation von Ereignissen in verteilten Systemen.

  2. Echtzeit-Messungen: Laufzeitanalyse mit Nanosekunden-Präzision.

  3. Benutzerdefinierte Zeiträume: Berechnung von Intervallen ab beliebigen Referenzpunkten.

⚖️ Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

Funktion

TIMESTAMP_NS

NOW()

F_NOW_MONOTONIC

Ausgabeformat

Nanosekunden (ULINT)

Zeitintervall (TIME)

Zeitintervall (TIME)

Referenzpunkt

Konfigurierbar

Systemstart

Hardwareabhängig

Präzision

1 ns

1 ms

1 ns (typisch)

Anwendungsfall

Absolute Zeitstempel

Relative Zeitmessung

Monotone Messung

Fazit

TIMESTAMP_NS ist ein essentieller Baustein für Anwendungen, die hochpräzise und flexible Zeitstempel benötigen. Seine Unterstützung benutzerdefinierter Startdaten und Nanosekunden-Präzision macht ihn ideal für:

  • Industrielle Datenaufzeichnung

  • Echtzeit-Steuerungen

  • Wissenschaftliche Messsysteme

Hinweis: Für monotone Zeitmessungen sollte F_NOW_MONOTONIC bevorzugt werden.