[發明專利]工業物聯網芯片的硬件時間同步實現方法

有效

• 申請號: 201210363794.9
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102869087A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 王平;王恒;代慶超;楊麗華
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.工業物聯網芯片的硬件實現時間同步方法，其特征在于，配置協議選取寄存器PROTOCOL，開啟廣告幀/信標幀時間同步功能，開啟確認幀時間同步功能；根據ISA100.11a和WIA-PA標準配置時間戳在廣告幀/信標幀中的偏移位置T_Stamp_Offset；若是時間源設備，開啟發送或接收幀時產生幀首定界符SFD中斷時刻本地時鐘時間T_{Local_TX}/T_{Local_RX}的自動捕獲和時間戳自動裝載功能，同時初始化時間戳發送寄存器，將網絡的初始時間值裝入該時間戳發送寄存器，時間源設備發送廣告幀/信標幀時，按照偏移位置寄存器配置的偏移位置T_Stamp_Offset在廣告幀/信標幀中插入時間戳；若是非時間源設備，開啟本地時鐘時間自動捕獲和時間戳自動解析功能，同時初始化廣播/信標幀接收時間間隔，接收到廣告幀/信標幀時自動捕獲T_{Local_RX}時間，解析廣告幀/信標幀時間戳信息，完成時間差計算及本地時鐘校準。

2.根據權利要求1所述的時間同步方法，其特征在于，開啟確認幀時間同步功能，具體為由寄存器完成確認幀時間同步，寄存器捕獲開始發送或接收時產生幀首定界符SFD中斷時刻本地時鐘時間T_{Local_TX}或T_{Local_RX}，計算T_{Local_TX}/T_{Local_RX}距離時隙起始邊界的時間偏移，確認幀時間偏移信息自動裝載及解析，計算時鐘偏差并校準，完成確認幀的時間同步。

3.根據權利要求1所述的時間同步方法，其特征在于，如果是時鐘源設備，時鐘源設備判斷是否到達廣告幀/信標幀發送時隙邊界；當產生SFD中斷時，自動捕獲此時本地時間T_{Local_TX}，記為T1；將T1自動插入到預先配置的時間戳偏移位置并發送。

4.根據權利要求1所述的時間同步方法，其特征在于，非時鐘源方計算時鐘偏差，完成時鐘校準，具體包括如下步驟：接收方收到廣告幀/信標幀，當產生SFD中斷時，寄存器自動捕獲此時本地時間T_{Local_RX}，記為T2，計算從開始接收廣告幀/信標幀到接收完成的時間間隔記為T3，接收完成，寄存器解析出廣告幀/信標幀中的時間戳信息T1，寄存器調用公式：T_{Clock_}Offset=|T1-T2|計算接收方時鐘偏差為T_Clovk_Offset，根據公式T=T2±T_{Clock_}Offset+T3計算校準后本地時鐘時間為T，完成本地時鐘校準。

5.根據權利要求2所述的時間同步方法，其特征在于，時鐘源設備確認幀時間同步具體包括：開始接收數據幀，產生SFD中斷，同時寄存器自動捕獲接收幀時SFD中斷時刻本地時鐘時間T_{Local_RX}，記為T5，計算T5與時隙起始邊界的時間偏移Offset_Y；將Offset_Y裝入確認幀中，寄存器判斷數據發送方是否需要64位長地址EUI-64，如果需要，將EUI-64及網絡標識PANID裝入確認幀中，返回給數據發送方。

6.根據權利要求2所述的時間同步方法，其特征在于，非時間源設備確認幀的時間同步具體包括：開始發送數據幀，當產生SFD中斷時，寄存器記錄發送幀時SFD中斷時刻本地時鐘時間T_{Local_TX}，記為T4，計算T4與時隙起始邊界的時間偏移Offset_X；判斷是否接收到確認幀；如果接收到，寄存器解析出確認幀中的Offset_Y,如果Offset_X與Offset_Y不相等則收發方時鐘有偏差，根據公式：T_{Clock_}Offset=|Offset_X-Offfset_Y|，根據公式T=T4±T_{Clock_}Offset，計算本地時鐘時間為T。

7.根據權利要求4所述的時間同步方法，其特征在于，非時間源設備寄存器記錄從開始接收廣告幀/信標幀產生SFD中斷時刻，到接收完成時刻的時間間隔TAI_Receive，用于最終時鐘的校準補償，保證收發方時鐘在SFD中斷時刻對齊。