[發(fā)明專利]同步模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580043285.6
• 申請日: 2005-11-24
• 公開（公告）號: CN101080889A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·埃里克;S·舒勒
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉春元;魏軍

背景技術(shù)在分布式通信系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，對其系統(tǒng)組件的時(shí)間同步有著很高的要求。這些組件的時(shí)鐘發(fā)生器通常通過經(jīng)由異步網(wǎng)絡(luò)交換具有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)分組來相互同步，或與通過該異步網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的參考時(shí)鐘發(fā)生器同步。?

作為通過異步網(wǎng)絡(luò)對時(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)行節(jié)拍同步以及相位同步的協(xié)議，目前一般偏好使用在IEEE?1588(IEEE：電器和電子工程師協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)中定義的所謂PTP協(xié)議(PTP：精確時(shí)間協(xié)議)。該標(biāo)準(zhǔn)使得可以原則上達(dá)到非常高的同步精度。但對達(dá)到該同步精度的硬件要求在這些標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前版本中，即日期為2002年11月8日的“IEEE?Std1588^TM-2002，IEEE?Standard?for?a?Precision?Clock?Synchronization?Protocol?for?Networked?Measurement?and?Control?Systems”中未明確描述。?

以下對該標(biāo)準(zhǔn)的引用涉及上述版本，其特定的公開內(nèi)容包括在本文件中。?

迄今可達(dá)到的同步精度特別是由于在通過軟件實(shí)現(xiàn)的IEEE?1588協(xié)議棧設(shè)置和讀取時(shí)間戳?xí)r產(chǎn)生的所謂軟件抖動(dòng)而受到限制。軟件抖動(dòng)主要是由于負(fù)責(zé)的協(xié)議例程的不穩(wěn)定的處理流程造成的，該處理流程通常由操作系統(tǒng)通過多個(gè)所謂的中斷而中止。在IEEE?1588標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)該軟件抖動(dòng)還被稱為“協(xié)議棧延遲波動(dòng)”。實(shí)踐中表明，以這種方式僅能達(dá)到數(shù)量級在1μs至100μs的同步精度。?

盡管借助PTP協(xié)議的硬件實(shí)現(xiàn)原則上可以達(dá)到較高的同步精度，但這樣的硬件實(shí)現(xiàn)也帶來數(shù)倍高的成本。?

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有按照IEEE?1588標(biāo)準(zhǔn)的PTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的同步模塊，通過該同步模塊可以比較小的成本實(shí)現(xiàn)更高的同步精度。?

本發(fā)明的技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求1特征的同步模塊實(shí)現(xiàn)。?

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式以及擴(kuò)展由從屬權(quán)利要求給出。?

附圖說明

以下借助附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在此分別以示意圖示出：?

圖1為示出不同的時(shí)間戳點(diǎn)及其延遲時(shí)間的圖；以及?

圖2示出按照本發(fā)明的同步模塊。?

具體實(shí)施方式

圖1示出用于說明不同時(shí)間戳點(diǎn)及其延遲時(shí)間的、公知的IEEE1588^TM-2002標(biāo)準(zhǔn)文件6.2.4章中的圖。其中示出的消息時(shí)間戳點(diǎn)是諸如圖1所示的PTP協(xié)議的Sync消息和Delay_Req消息的同步消息的識別特征。當(dāng)相關(guān)消息穿過按照PTP協(xié)議的時(shí)鐘時(shí)間戳點(diǎn)時(shí)，可以識別消息時(shí)間戳點(diǎn)。圖1示出沿虛線箭頭穿過針對所到達(dá)的數(shù)據(jù)分組的PTP協(xié)議棧的、典型的Sync消息或Delay_Req消息。在圖1中通過在一系列前導(dǎo)的“10”位模式之后的第一“11”位模式表示的消息時(shí)間戳點(diǎn)，在離開物理傳輸介質(zhì)之后經(jīng)過時(shí)間段inbound_latency之后到達(dá)時(shí)鐘時(shí)間戳點(diǎn)。上述實(shí)施方式也可以有意義地應(yīng)用到發(fā)出同步消息的時(shí)間戳和延遲時(shí)間上。?

圖2示意性示出按照本發(fā)明的同步模塊。按照本發(fā)明，在該同步模塊中，借助特殊的硬件時(shí)間戳模塊而不是通過軟件來實(shí)現(xiàn)IEEE?1588標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間關(guān)鍵的部分，即時(shí)間戳功能。硬件時(shí)間戳模塊作為獨(dú)立的組件實(shí)現(xiàn)，并具有特定的接口。而IEEE?1588標(biāo)準(zhǔn)的、安排在OSI參考模型2-7層上的功能相反則通過符合標(biāo)準(zhǔn)的程序模塊來實(shí)現(xiàn)，該程序模塊尤其是產(chǎn)生待發(fā)送的同步消息，并為該同步消息配備過后將由硬件時(shí)間戳模塊來覆蓋的時(shí)間戳。?

硬件時(shí)間戳模塊具有以下功能塊：?

實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC：?

具有相應(yīng)于PTP協(xié)議的originTimestamp字段、并因此而具有PTP協(xié)議的TimeRepresentation類型的計(jì)數(shù)變量“秒”和“毫微秒”的32位計(jì)數(shù)器。?

消息檢測器MD(用于要發(fā)送和接收的同步消息)：?

消息檢測器MD用于識別PTP協(xié)議的同步消息標(biāo)識PTP_SYNC_MESSAGE和PTP_DELAY_REQ_MESSAGE，并可將識別出的同步消息的特定字段存儲在中間存儲器FIFO中。?

對消息標(biāo)識PTP_SYNC_MESSAGE和PTP_DELAY_REQ_MESSAGE的識別過程如下：?

1.對于標(biāo)記的幀識別并考慮所謂的標(biāo)記(tag)；?