一种实现时钟同步的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实现时钟同步的装置及方法，所述装置包括：延时测量模块，用于实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值并发送给时延补偿模块；时钟提取模块，用于在确定所述报文为精确时钟协议报文时，提取所述精确时钟协议报文进入所述硬件延时节点之前加盖的时间戳，并发送给时延补偿模块；时延补偿模块，用于根据接收到的所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。与把PTP报文经过某个硬件延时节点的延时值当成固定值计算相比，本发明专利技术实时测量得到的PTP报文经过某个硬件延时节点的延时值更加精确。如此则能够根据该精确的延时值和提取到的时间戳进行相应时间戳的调整，从而提高了精确时钟协议报文的同步精度。

【技术实现步骤摘要】
一种实现时钟同步的方法及装置
本专利技术涉及通信
，具体而言，尤其涉及一种基于IEEE1588(网络测量和控制系统的精确时钟同步协议标准)的精确时钟协议(PrecisionTimeProtocol，精确时钟协议)的实现时钟同步的方法及装置。
技术介绍
精确时钟协议是以IEEE1588为标准定义的一种分布式以太网的精确同步时钟协议，它能利用应用广泛、价格低廉的以太网，实现各个系统之间的同步，大大降低系统时钟同步的成本，其同步精度可以达到微秒级。精确时钟协议借鉴了NTP技术，具有容易配置、快速收敛以及对网络带宽和资源消耗少等特点。它的主要同步原理是，通过一个同步信号周期性地对网络中所有节点的时钟进行同步校正，从而可以使基于以太网的分布式系统达到精确同步，精确时钟协议时钟同步技术可以应用于任何组播网络中。精确时钟协议同步的基本原理包括时间发出和接收时间信息的记录(这类精确时钟协议时间信息帧又叫1588报文或精确时钟协议报文)，并且对每一条信息增加一个“时间戳”。系统的顶层时钟(grandmaster时钟)给系统定义了整体参考源，有了时间记录，接收端的从时钟就可以计算出自己在网络中的时钟误差和延时，从而进行时钟调整，将自身的时钟同步到系统顶层时钟以达到同步的目的。由此可见，精确时钟协议报文的同步精确度与时间戳和时间信息紧密相关，时间戳的时间越接近真实发送时间，同步精度就越高。时间戳的产生应该尽可能地靠近物理层，这样可以使得产生的时间戳能够更加准确地反映报文的传递时间，并将该时间戳添加到随后发送的跟随报文中。在基于精确时钟协议的系统实现同步的过程中，可以根据实际情况，选择不同的时间戳点，例如可选择硬件层、软件驱动层或软件应用层为时间戳点。其中最精确的方法是在硬件层检测精确时钟协议报文并加盖时间戳，因为软件层加盖时间戳的准确性还跟软件操作系统的计时特性和负载相关，软件计时不如硬件计时准确。所以当前提高系统的同步精度的常见做法为：将介于MAC层和物理层芯片之间的媒体独立接口(MediaIndependentInterface，MII)作为时间戳点的加盖时间。这种方法的同步精度的准确性取决于物理层芯片的计时特性和传输延时特性。相对于软件层的延时来说，硬件层的传输延时是比较固定的。目前已有的方案一般将硬件层传输延时当成固定值来计算。但实际上，硬件层的传输延时也不是完全固定的，这是因为硬件可能会升级或改动，从而导致变动之后的硬件延时与变动之前的延时不相同；同时硬件本身内部也存在纳秒级的延时波动，所以硬件延时并不是完全固定的。由于现有技术中忽略了硬件层传输延时的波动，所以对最后的同步精度会有一定的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，提供一种实现时钟同步的方法及装置，能够根据实时测量的延时值和提取的时间戳，进行相应地时延补偿，从而提高精确时钟协议报文的同步精度。为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种实现时钟同步的装置，包括：延时测量模块，用于实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值并发送给时延补偿模块；时钟提取模块，用于在确定所述报文为精确时钟协议报文时，提取所述精确时钟协议报文进入所述硬件延时节点之前加盖的时间戳，并发送给时延补偿模块；时延补偿模块，用于根据接收到的所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。在本专利技术的一种实施例中，所述装置还包括：物理层报文传输模块，用于从以太网处接收所述精确时钟协议报文；媒体独立接口模块，用于为所述精确时钟协议报文加盖时间戳并传输给所述硬件延时节点。在本专利技术的一种实施例中，所述时延补偿模块包括：接口通信单元，分别与所述延时测量模块和时钟提取模块相连，用于对应接收所述延时值和所述时间戳；时延补偿单元，用于根据所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。在本专利技术的一种实施例中，所述硬件延时节点、时钟提取模块以及延时测量模块集成在同一现场可编程门阵列FPGA中。在本专利技术的一种实施例中，所述硬件延时节点为先进先出模块。在本专利技术的一种实施例中，所述延时测量模块为计数器。在本专利技术的一种实施例中，所述时钟提取模块为具有时间戳管理功能的媒体访问控制模块。同时，本专利技术还提供了一种实现时钟同步的方法，包括以下步骤：实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值；确定所述报文是否为精确时钟协议报文，若确定所述报文为精确时钟协议报文，则提取所述精确时钟协议报文进入所述硬件延时节点之前加盖的时间戳；根据所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。在本专利技术的一种实施例中，在测量所述延时值的步骤之前，还包括判断物理层是否接收到报文的步骤。在本专利技术的一种实施例中，所述实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值的步骤包括：在所述报文进入所述硬件延时节点时，标记测量起点信号，作为所述延时值的测量起点；在所述报文出所述硬件延时节点时，标记测量终点信号，作为所述延时值的测量终点；根据所述测量起点和测量终点来计算所述延时值。本专利技术的有益效果是：通过实时测量精确时钟协议报文经过某个硬件延时节点的延时值，以及根据提取到的精确时钟协议报文进入该硬件延时节点之前的时间戳，来进行相应地延时补偿。由于精确时钟协议报文经过不同的硬件延时节点产生的延时值是动态变化的。因此，与现有技术相比，本专利技术技术方案实时测量得到的精确时钟协议报文经过某个硬件延时节点的延时值更加精确，如此则能够根据测量得到的精确延时值和提取到的时间戳进行相应的时间戳的调整，与现有技术相比，提高了精确时钟协议报文的同步精度。附图说明图1为本专利技术的装置组成示意图；图2为本专利技术一种实施例的装置组成示意图；图3为本专利技术的方法流程图；图4为本专利技术一种实施例的方法流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。现有的基于精确时钟协议的系统在实现精确时钟协议报文(PTP报文)同步时，由于认为硬件层的传输延时是比较固定的，因此在PTP报文在媒体独立接口加盖了时间戳后且在硬件层传输时，就把硬件层的传输延时值当成一个固定值来计算。但实际上，由于硬件层的传输延时也有一定的波动，并不是固定不变的，所以使得现有方案中PTP报文的同步精度会受到一定的影响。为尽可能减少硬件层的传输延时波动对同步精度的影响，本专利技术提出了一种实现时钟同步的方法及装置。本专利技术的主要构思是：由于不同的PTP报文经过同一个硬件节点的延时值可能不一样，而同一个PTP报文经过不同的硬件节点的延时值也可能不一样，并且同一个硬件节点出现硬件延时波动的时间点不确定。因此，通过实时测量当前PTP报文经过某个硬件延时节点时的延时值，并同时提取该PTP报文经过该硬件节点之前的时间戳，根据该延时值和提取得到的时间戳，就可以对出了硬件延时节点后的PTP报文的当前时间戳进行动态调整，从而使得PTP报文的时钟偏差和延时计算更加精确，进而提高了PTP报文的同步精度。根据该构思，本专利技术提出了一种实现时钟同步的装置。如图1所示，该装置1包括硬件延时节点11，延时测量模块12，时钟提取模块13以及时延补偿模块14。其中，硬件延时节点11用于传输报文收发路径上的报文，并对报文进行时钟域的转换，保证本地获得的数据的可靠性。由于硬件延时节点是延时不确定节点，因此报文经过硬件延时节点时，产生的传输延时也是不确定的。延时测量模本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种实现时钟同步的装置，其特征在于，包括：延时测量模块，用于实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值并发送给时延补偿模块；时钟提取模块，用于在确定所述报文为精确时钟协议报文时，提取所述精确时钟协议报文进入所述硬件延时节点之前加盖的时间戳，并发送给时延补偿模块；时延补偿模块，用于根据接收到的所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。

【技术特征摘要】
1.一种实现时钟同步的装置，其特征在于，包括：延时测量模块，用于实时测量报文经过硬件延时节点时的延时值并发送给时延补偿模块；时钟提取模块，用于在确定所述报文为精确时钟协议报文时，提取所述精确时钟协议报文进入所述硬件延时节点之前加盖的时间戳，并发送给时延补偿模块；时延补偿模块，用于根据接收到的所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：物理层报文传输模块，用于从以太网处接收所述精确时钟协议报文；媒体独立接口模块，用于为所述精确时钟协议报文加盖时间戳并传输给所述硬件延时节点。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述时延补偿模块包括：接口通信单元，分别与所述延时测量模块和时钟提取模块相连，用于对应接收所述延时值和所述时间戳；时延补偿单元，用于根据所述延时值和所述时间戳，相应进行时延补偿。4.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述硬件延时节点、时钟提取模块以及延时测量模块集成在同一现场可编程门阵列FPGA中。5.如权利要求1-3任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万娟，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94