[發(fā)明專利]時刻同步裝置、時刻同步系統(tǒng)及時刻同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580080812.4
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN107636627B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 時曉楠
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: G06F13/00
• 分類號: G06F13/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

在時刻同步裝置(300)中，接收部(310)從主裝置(200)接收第1數(shù)據(jù)(401)。之后，發(fā)送部(320)將第2數(shù)據(jù)(402)發(fā)送至主裝置(200)。校正部(340)對使用作為軟件時鐘的從時鐘(301)而記錄的第1數(shù)據(jù)(401)的接收時刻和第2數(shù)據(jù)(402)的發(fā)送時刻進(jìn)行校正。同步部(350)至少根據(jù)從主裝置(200)通知的第1數(shù)據(jù)(401)的發(fā)送時刻、通過校正部(340)校正后的第1數(shù)據(jù)(401)的接收時刻、通過校正部(340)校正后的第2數(shù)據(jù)(402)的發(fā)送時刻和從主裝置(200)通知的第2數(shù)據(jù)(402)的接收時刻，計算主時鐘(201)與從時鐘(301)的時刻偏差即偏移(405)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及時刻同步裝置、時刻同步系統(tǒng)及時刻同步方法。

背景技術(shù)

在PA(Process Automation)領(lǐng)域中，通過從封閉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向開放網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換及新的信息技術(shù)的應(yīng)用等，正在推進(jìn)實(shí)現(xiàn)廣域的智能通信。作為具體的例子，舉出智能電網(wǎng)。在多個設(shè)備的測量及控制中，為了簡化事件同步和數(shù)據(jù)相關(guān)性，尋求高精度的時刻同步。

在封閉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，諸如數(shù)十臺這樣的數(shù)量較少的設(shè)備的時刻是利用獨(dú)有的時刻同步方式進(jìn)行同步的。時刻同步精度的單位是微秒。為了提高時刻同步精度，時刻同步方式主要是基于硬件實(shí)現(xiàn)(implement)的。

作為在開放網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中可利用的時刻同步方式，IEEE(Institute of Electricaland Electronics Engineers)制定了利用以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))的時刻同步標(biāo)準(zhǔn)IEEE1588。在IEEE1588中，確定了通過經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)對記錄了時刻的同步幀進(jìn)行發(fā)送、接收而使時刻取得同步的方法。IEEE1588的實(shí)現(xiàn)分為硬件實(shí)現(xiàn)(hardware-based implementation)和軟件實(shí)現(xiàn)(software-based implementation)這2種。

在硬件實(shí)現(xiàn)的情況下，利用PHY的硬件時間戳功能對時刻進(jìn)行記錄(例如，參考專利文獻(xiàn)1)，其中，該P(yáng)HY進(jìn)行OSI(Open Systems Interconnection)參考模型的物理層的處理。由此，時刻發(fā)送側(cè)是將PHY發(fā)送同步幀時的時間戳作為發(fā)送時刻而記錄，發(fā)送所記錄的發(fā)送時刻。同樣地，時刻接收側(cè)是將PHY接收到同步幀時的時間戳作為接收時刻而記錄，將所記錄的接收時刻在應(yīng)用程序中利用。時刻同步精度在理論上是1納秒，但實(shí)際上是最高100納秒左右。

在軟件實(shí)現(xiàn)的情況下，利用應(yīng)用程序的軟件時間戳功能對時刻進(jìn)行記錄，其中，該應(yīng)用程序進(jìn)行OSI參考模型的應(yīng)用層的處理。由此，時刻發(fā)送側(cè)是將應(yīng)用程序向下級處理指示了同步幀的發(fā)送時的時間戳作為發(fā)送時刻而記錄，發(fā)送所記錄的發(fā)送時刻。同樣地，時刻接收側(cè)是將從下級處理向應(yīng)用程序通知了同步幀的接收時的時間戳作為接收時刻而記錄，將所記錄的接收時刻在應(yīng)用程序中利用。時刻同步精度在最壞的情況下劣化至100毫秒左右。此外，軟件實(shí)現(xiàn)下的時刻同步精度根據(jù)運(yùn)行應(yīng)用程序的OS(Operating System)及通信功能的層構(gòu)造而大幅地變動。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-256965號公報

發(fā)明內(nèi)容

在將系統(tǒng)從封閉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變更至開放網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，將該系統(tǒng)與其他的系統(tǒng)連接。從資產(chǎn)沿用的角度出發(fā)，想到在系統(tǒng)內(nèi)部的時刻同步中繼續(xù)利用原有的時刻同步方式，在與系統(tǒng)外部的時刻同步中利用IEEE1588。但是，在該情況下，需要與原有的時刻同步方式和IEEE1588雙方相適配的終端。在新導(dǎo)入IEEE1588的情況下，如果采用硬件實(shí)現(xiàn)，則得到高時刻同步精度，但會花費(fèi)高昂的成本。因此，從節(jié)約成本的角度出發(fā)，希望采用軟件實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的目的在于提高軟件實(shí)現(xiàn)下的時刻同步方式的時刻同步精度。

本發(fā)明的一個方式涉及的時刻同步裝置，具有：

接收部，其從具有主時鐘的主裝置接收第1數(shù)據(jù)；