[發明專利]時間同步方法及裝置

有效

• 申請號: 201110337936.X
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102394740A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 梁學偉;劉刀桂;曹雷
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術領域

本發明涉及同步技術領域，具體涉及時間同步方法及裝置。

背景技術

在移動回程包交換網絡中，基站的時間不再僅依賴于全球定位系統(GPS，Global?Positioning?System)，接入的網絡設備需要提供高精度的時間輸出。電氣和電子工程師協會(IEEE，Institute?of?Electrical?and?Electronics?Engineers)的TR25.836和中國移動的高精度時間同步技術規范等文檔中都詳細定義了整秒脈沖(1PPS，Pulse?per?Second)+時間數據(ToD，Time?of?Data)機制。1PPS+ToD用于整秒的時間同步，圖1給出了現有的1PPS+ToD時間同步示意圖，如圖1所示，主設備在1PPS上升沿1ms后向從設備發送ToD信息，并在500ms內傳完。ToD標識當前1PPS上升沿的時間，ToD報文發送頻率為每秒1次；從設備收到1PPS觸發的中斷后，首先記錄當前的系統時間，之后通過串口中斷的方式讀取ToD信息，計算與主設備的時間偏差后，進行時間同步。

圖2給出了中國移動的高精度時間同步技術規范中的ToD消息格式圖，如圖2所示，ToD消息合計23個字節，包括：

(1)幀頭

由同步字符1(SYNC?CHAR?1)和同步字符2(SYNC?CHAR?2)兩個字節組成。

SYNC?CHAR?1：一個字節，以固定數值0x43表示ASCII碼中“C”字符。

SYNC?CHAR?2：一個字節，以固定數值0x4D表示ASCII碼中“M”字符。

(2)消息頭

由消息類(CLASS)和消息標識(ID)兩個字節組成。

CLASS：規定了ToD消息的基本分類，一個字節。

ID：定義了ToD消息的編號，一個字節。

(3)消息長度域兩個字節。

(4)載荷域：消息內容，16個字節。

(5)幀校驗序列(FCS，Frame?Check?Sequence)域：校驗碼初始值為FF，無需取反，一個字節。

移動回程網絡對時間同步精度要求很高，對于ToD報文和1PPS的配合有明確的規定和要求，其中ToD報文全部23個字節必須在500ms內發送完成，是1PPS+ToD時間同步方案的關鍵點，是對中央處理單元(CPU，Central?Processing?Unit)系統實時處理能力的考驗。

目前，通常采用如下方式發送ToD報文：

方式一：CPU收到1PPS觸發的中斷后，CPU采用單獨的任務發送ToD報文，或者CPU在中斷函數中采用串口輪詢方式直接發送。

CPU用單獨的任務發送ToD報文，任務很可能因為在500ms內得不到及時調度，導致時間同步失敗。而CPU在中斷函數中直接發送，則由于默認波特率為9600，則連續發送23個字節的ToD報文，理論最短發送時間是23*(10/8)*8)/9600＝0.024S，即24ms，中斷處理時間過長，且中間不能被強占，導致部分協議例如：快速環網保護協議(RRPP，Rapid?Ring?Protection?Protocol)，生成樹協議(STP，Spanning?Tree?Protocol)等得不到及時響應處理。

方式二：CPU收到1PPS觸發的中斷后，在中斷處理函數中，采用串口中斷方式發送23個字節的ToD報文。采用該方式，串口每發送一個字節都觸發一次串口中斷，至少需要23次中斷才能將ToD信息全部發送出去，中斷次數過多，很難保證在500ms內將ToD信息全部發送出去。

可見，上述兩種方式都存在CPU先發送1PPS信號，然后CPU進行ToD發送。但由于CPU處理資源約束的情況，造成ToD不能發送，1PPS與ToD綁定失敗情況產生。

發明內容

本發明提供時間同步方法及裝置，以減少對CPU資源的占用，提高1PPS+ToD時間同步的成功率。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種時間同步方法，預先在主設備的復雜可編程邏輯器件CPLD中設置一個Flag，以用于指示時間數據ToD信息是否寫入CPLD的寄存器，并初始化Flag，該方法包括：

當主設備的整秒脈沖1PPS產生器件產生一1PSS信號時，將該信號輸出到主設備的CPLD；