[發(fā)明專利]一種基于Ucos-II操作系統(tǒng)和Lwip協(xié)議棧的IEEE-1588主站以及基于該主站的報文處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310484557.2
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103532953A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 周紅陽;葉艷軍;劉之堯;余江;胡嘯;徐鵬;齊志坤;劉千寬;劉安
• 申請（專利權）人: 中國南方電網(wǎng)有限責任公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G06F9/46;H04L7/00
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種基于Ucos操作系統(tǒng)和Lwip協(xié)議棧的IEEE‐1588主站，所述主站主要包括供電單元、邏輯處理單元、以太網(wǎng)接口單元、頻率源單元，其特征在于：

所述邏輯處理單元包括一CPU，在所述CPU上移植Ucos‐II的操作系統(tǒng)，并在所述操作系統(tǒng)上使用Lwip的協(xié)議棧，所述邏輯處理單元負責處理以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的收發(fā)處理以及IEEE‐1588協(xié)議棧邏輯的實現(xiàn)；

所述以太網(wǎng)接口單元包括一SC接口光模塊和一片IEEE‐1588專用PHY芯片，所述SC接口光模塊和IEEE‐1588專用PHY芯片相連，所述以太網(wǎng)接口單元中的PHY芯片通過MII接口連接至邏輯處理單元中的CPU以協(xié)助所述邏輯處理單元提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的收發(fā)功能，在PHY芯片的IO腳上通過背板接入一路IRIG‐B碼信號作為基準源輸入，所述PHY芯片捕獲并記錄輸入的IRIG‐B碼，把IRIG‐B碼信號的高低電平的跳變方向、跳變時的時標信息封裝成IEEE802.3格式的PSF（PHY?Status?Frame）報文，并為CPU提供分辨率為8ns的IEEE‐1588時標；

所述頻率源單元主要是負責給CPU和PHY提供時鐘信號；

所述供電單元負責為主站提供所需的電源。

2.根據(jù)權利要求1所述的IEEE‐1588主站，其特征在于：

所述邏輯處理單元內部集成FLASH、SRAM以及PLL，并在外部總線上擴展SRAM。

3.根據(jù)權利要求2所述的IEEE‐1588主站，其特征在于：

所述CPU為Freescale的Kinetis?K60系列CPU，采用100MHz的ARM?Corte‐M4內核。

4.根據(jù)權利要求1所述的IEEE‐1588主站，其特征在于：

所述SC接口光模塊為AFBR5803AZ光模塊，所述PHY芯片為DP83640IEEE‐1588專用PHY芯片。

5.根據(jù)權利要求1所述的IEEE‐1588主站，其特征在于：

所述頻率源單元采用一個頻率穩(wěn)定度為±200ppb的恒溫晶振，頻點為25Mhz，經過一個時鐘分發(fā)芯片CY2305的時鐘分配芯片后供給CPU和PHY芯片使用。

6.一種根據(jù)權利要求1‐5所述的基于Ucos‐II操作系統(tǒng)和Lwip協(xié)議棧的IEEE‐1588主站的報文處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）所述CPU接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，在所述Ucos‐II的操作系統(tǒng)的基礎上，所述CPU對以太網(wǎng)接收數(shù)據(jù)進行分類處理，把不同幀格式的報文分別放在不同的操作系統(tǒng)的進程中處理，包括把封裝在IEEE802.3和IPv4幀里的IEEE‐1588報文放在不同的進程中處理；操作系統(tǒng)中負責以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接收的進程，會把IEEE802.3、IPv4幀格式的報文以及PSF報文數(shù)據(jù)以消息郵箱的方式分發(fā)到不同的指定進程中，以便進行下一步的處理；

（2）在步驟（1）的基礎上，所述CPU對于接收到的內含IRIG‐B碼的跳變沿時刻信息的PSF報文進行解析處理，所述CPU根據(jù)所述的跳變沿時刻解析出IRIG‐B內信息，并計算出所解析出的信息與基準源間的誤差；

（3）在步驟（1）的基礎上，所述CPU對于接收的IEEE802.3幀格式的報文會再次進行分類處理，丟棄其中的非IEEE‐1588報文，并把剩余的IEEE‐1588報文分為：E2E查詢報文（DelayReq報文）、P2P相關報文（PdelayReq、PdelayResp和PdelayResp?Followup報文）和BMC（Best?Master?Clock）相關報文（Announce報文），根據(jù)報文的類型，再次分發(fā)到不同的指定進程中去處理；

（4）在步驟（3）的基礎上，對于IEEE802.3幀格式的IEEE‐1588報文中的同步報文（Sync和Followup報文）、P2P查詢報文（PdelayReq報文）和Announce報文的發(fā)送，都分別有一個對應的進程來控制，進程間是相互獨立的，有其自己固定的周期；

（5）在步驟（1）的基礎上，對于接收的IPv4幀格式的報文會再次進行分類處理，把其中的非IEEE‐1588報文分給Lwip協(xié)議棧進程處理，其余的分給相應的IEEE‐1588處理進程；

（6）在步驟（5）的基礎上，對于接收的IPv4幀格式的IEEE‐1588報文會再次進行分類處理，將其分為：E2E查詢報文（DelayReq報文）、P2P相關報文（PdelayReq、PdelayResp和PdelayResp?Followup報文）和BMC相關報文（Announce報文），根據(jù)報文的類型，再次分發(fā)到不同的指定進程中去處理；

（7）在步驟（6）的基礎上，對于IPv4幀格式的同步報文、P2P查詢報文（PdelayReq報文）和Announce報文的發(fā)送，都分別有一個對應的進程來控制，進程間是相互獨立的，有其自己固定的周期。