[發明專利]基于以太網的網絡中的時鐘同步監測

在審

• 申請號: 201610963933.X
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107046450A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: A.迪亞拉
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 成城,傅永霄

技術領域

本發明涉及用于在網絡中，具體地基于以太網的運載工具中時間-和安全-重要的網絡中用于監測時鐘同步誤差的方法。

背景技術

設計時間敏感的系統中的一個挑戰是共同時基。原因在于網絡中的通信設備對當前時間具有不同的視角（view），因為它們通常具有不同的時鐘特性，比如頻率漂移、粒度等，且其時常具有不同的初始時間。該狀況在一些汽車時間-和-安全-重要應用中導致無法忍受的時鐘偏差，因為這些應用具有目標在于具體地相對于整個交通保證安全的小汽車駕駛的強烈要求。因此，對于運載工具中的網絡而言，需要嚴格的時間操縱。這對于小汽車內的若干設備和/或電子控制單元的相互作用而言尤其重要，因為它們都必須在相同的時間交接（relay）。因此，遍及整個網絡使用時間同步機制。

針對建立在基于以太網的網絡中的共同時基已經規定了IEEE 802.1 AS時間同步協議。其基本上作用在用作時間參考的主時鐘上，通過將其時間信息經由網絡分配到其它設備，使得其能夠修正且因此同步其內部時鐘以便與主時鐘一致。

在重要的汽車應用中，操縱重要的數據包或報文的設備必須具有共同的時間感，以避免任何時基抖動（jitter）、意外延時和實際狀況的錯誤解釋，否則這些能夠引起運載工具行為的驚人結果。因此，必須在運載工具中時間和安全重要的網絡中在啟動時間以及在運行時間期間建立共同時基。

然而，網絡并不受到保護以免受能夠負面地影響時鐘同步的所有種類的誤差。對于一些安全上重要的應用，比如專用于自動化或半自動化駕駛的應用，必需檢測到這些誤差，以便防止運載工具發生任何危險行為。然而，不存在用于監測在基于以太網的運載工具中網絡中的同步誤差的機制。

發明內容

本發明提供用于連續監測網絡中的同步誤差的時鐘同步監測機制。這允許感知能夠負面地影響系統的任何故障。

本發明由獨立權利要求的特征限定。在從屬權利要求中限定了一些優選實施例。本發明使得網絡內的敏感設備每次都能夠感知其相對于基準時鐘的當前時鐘偏差。知曉其時鐘不可接受地偏離基準時鐘的節點或設備能夠比如停止發送重要數據，以便避免系統和小汽車的任何危險行為。

附圖說明

本發明的實施例以示例且不限制于附圖中的圖的方式圖示，在附圖中，同樣的附圖標記指示相似的元件，并且附圖中：

圖1示出運載工具中網絡的一部分的示例；

圖2示出同步誤差測試報文傳輸的示例；

圖3示出同步誤差監測機制的第一部分的示例；

圖4示出在網絡中傳輸的一些誤差測試應答報文的示例；

圖5示出被傳輸到安全上重要的數據中心的時鐘偏差通知報文的示例；以及

圖6是本發明的可能實施例的流程圖。

具體實施方式

在以下描述中，引入許多具體細節，以提供對于所建議的同步狀態監測機制的實施例的透徹理解，以及實現針對所述實施例的描述。然而，本領域技術人員將認識到，能夠在沒有所述具體細節中的一個或多個，或者利用其它部件、系統等的情況下實踐這些實施例。在其它情形中，眾所周知的結構或操作未示出，或者未詳細描述，以避免使所公開的實施例的方面模糊。

圖1示出基于用于說明本發明的樹型拓撲的運載工具中網絡1的示例。網絡1包括監測節點2；橋和/或開關節點3、4、5；主時鐘6和設備7、8、9。假設設備7、8、9中的任一者是重要數據的發送者。在一些實施例中，也被標記為祖時鐘的主時鐘6也被認為是重要數據的接收者。

啟用監測節點2以計算網絡1內的節點中的一些之間的同步誤差。橋和/或開關3、4、5也能夠被用于同步誤差計算，這意味著如將在下文進一步描述的那樣，若干節點能夠在時鐘同步監測機制的不同階段中充當監測節點。

圖2示出測試報文，其也被標記為同步誤差測試報文10。同步誤差測試報文10從監測節點2被傳輸到每一個相鄰節點。

在圖2中所示的示例中，監測節點2向橋和/或開關3、4、5，以及向主時鐘6發送同步測試報文10。在該示例中假設監測節點2同時發送所有測試報文10。監測節點2存儲這些報文的發送時間。如果測試報文不被同時發送，則監測節點2將保存每一個測試報文10的傳輸時間。

圖3示出監測機制的更詳細的示例。在此，橋和/或開關3、4、5也向每一個相鄰的節點傳輸同步誤差測試報文10。橋和/或開關3、4、5中的每一個存儲測試報文10的發送時間。