[發明專利]一種提高分布式網絡系統中時鐘同步精度的方法

無效

• 申請號: 200810059860.7
• 申請日: 2008-02-22
• 公開（公告）號: CN101252429A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 韓曉霞;張艷;陳金龍;廉玉平;霍明旭;韓雁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L7/027
• 分類號: H04L7/027;H04L7/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，涉及分布式網絡系統中實時同步的方法，尤其涉及一種基于IEEE1588協議來提高分布式網絡系統中時鐘同步精度的方法。

背景技術

IEEE1588標準協議定義了一個在測量和自動化系統中的時鐘同步協議，即精確時鐘同步協議PTP(Precision?Time?Protocol)，該協議適合于分布式網絡系統，可以實現微妙級高精度的時鐘同步，使得在分配控制工作時無需再進行專門的同步通信，從而達到了通信時間模式與應用程序執行時間模式分開的效果。由于高精度的同步工作，使以太網技術所固有的數據傳輸時間波動降低到可以接受的，不影響控制精度的范圍。在所有的網絡同步算法中，都要考慮到線路延時對同步系統造成的影響，因而線路延時計算的準確性直接影響了同步系統的精度。線路延時主要由通信棧延時和物理網絡上的傳輸延時組成，當數據在一個沒有存儲轉發功能的網絡中進行通信時，由物理網絡所產生的線路延時一般是穩定的，而通信棧軟件在執行過程中有很大的不確定性，使得通信棧的延時會產生較大的抖動。另外在網絡中由于各設備時鐘晶振的速度存在偏差，使得線路延時在計算過程中亦會造成不準確，這兩種原因會導致實時同步精度大大的降低。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于IEEE1588協議來提高時鐘同步精度的方法，從而解決上述由于網絡不確定性產生的大擾動問題以及各設備時鐘晶振的速度存在偏差而造成的后果。

本發明的具體內容包括：

1.針對于網絡不確定性產生的大擾動，本發明方法采用了如下步驟：

1-1.比較第一次本地從時鐘和主時鐘之間的時間偏差與用戶通過寄存器配置的偏差值大小，如果本地從時鐘和主時鐘之間的時間偏差大于用戶通過寄存器配置的偏差值，則作為網絡中偶然的一次過大干擾而不予考慮，即過濾了此次偏差，不對本地從時鐘的時間進行調整；如果本地從時鐘和主時鐘之間的時間偏差小于或等于用戶通過寄存器配置的偏差值，根據該時間偏差值調整本地從時鐘的時間；

1-2.如果相鄰的第二次本地從時鐘和主時鐘之間的時間偏差仍然大于用戶通過寄存器配置的偏差值，則判斷目前的干擾并非偶然存在的，記錄此次本地從時鐘和主時鐘之間的時間偏差值，根據該時間偏差值調整本地從時鐘的時間，即可提高本地從時鐘同步到主時鐘的精度。根據時間偏差值調整本地從時鐘的時間的方法采用現有的成熟技術。

2.針對于各設備時鐘晶振的速度存在偏差，本發明采用了如下步驟：

2-1.本地從時鐘對主時鐘連續兩次發送Sync同步報文的時間間隔和從時鐘連續兩次接收到主時鐘發來的Sync同步報文的時間間隔進行比較，若兩者相等，則認為兩臺設備的晶振速度一致，不存在偏差；若主時鐘連續兩次發送Sync同步報文的時間間隔大于從時鐘連續兩次接收到主時鐘發來的Sync同步報文的時間間隔，則認為本地從時鐘晶振運行較主時鐘快，需要減慢從時鐘系統時間的計時，然后轉到步驟2-2；若小于，則認為本地從時鐘晶振運行較主時鐘慢，需要加快從時鐘系統時間的計時，然后轉到步驟2-2；

2-2.將主時鐘連續兩次發送Sync同步報文的時間間隔和從時鐘連續兩次接收到主時鐘發來的Sync同步報文的時間間隔的間隔之差平均分配到同步間隔之內，即在平均分配的每個點上調整本地從時鐘的系統時間。這樣即可以保證調整速度的均勻，同時還可以保證在同步周期間隔之內把本地從時鐘的晶振補償完成。

本發明中的所涉及的操作(如寄存器配置、減法等)為基本技術常識，采用常規技術手段。本發明的發明點在于提供一種較為先進的實時同步方法。

本發明基于IEEE1588協議提出了一種提高分布式網絡中各設備實時同步精度的方法，這種方法解決了網絡不確定性造成的大擾動及各設備晶振速度存在偏差的問題，從而使同步精度達到微妙級。

附圖說明

圖1為本發明方法中針對大干擾調整的流程圖；

圖2為本發明方法中針對晶振速度偏差調整的流程圖。

具體實施方式：

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，本發明方法針對網絡不確定性產生的大擾動問題具體實施方式包括以下步驟：

1、本地從時鐘計算出與主時鐘之間的時間偏差；