[發明專利]一種交換機系統及其網口時間同步方法

有效

• 申請號: 202010289927.7
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111478863B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 徐進明;蔣沙沙;高陽;詹晉川
• 申請（專利權）人: 深圳市風云實業有限公司
• 主分類號: H04L49/10
• 分類號: H04L49/10;H04J3/06
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種交換機系統及其網口時間同步方法，進行了主控交換板、時鐘板、業務板的分離式設計，通過各通信接口及其不同的通信協議傳遞帶有時間戳的報文，發揮CPU串行運算，易于實現IEEE1588v2協議的優勢，同時發揮FPGA并行運算，快速及時的優勢，以CPU計算時間偏差，以FPGA修正偏差，最終通過1PPS+ToD接口將時鐘同步給各個業務板上的交換芯片，本發明以獨特的硬件及配套的方法流程的設計，相比于只能同步時鐘頻率的傳統技術，可實現時間信息的同步。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及一種交換機系統及其網口時間同步方法。

背景技術

在通信系統中，為了實現一定數量級的數據交換容量，除了提高交換機的單個網口帶寬外，通常采用多個網口來實現。同時為了實現與不同對端交換機接口的互連，交換機上也需要多個或多種網口。

隨著互聯網的發展，語音、視頻通話、自動駕駛、物聯網等越來越多的應用對網絡時間同步提出了要求，對多網口交換機的網口同步也提出了要求，即要求整機全部網口的時間同步。

由于現有的交換機系統的限制，交換機網口時間同步方法也極其有限，通常采用純硬件的方式：從接收到的數據中恢復出的時鐘，再將時鐘送給計數器，根據計數器數值算出運行時間，將計算出的運行時間與網口的RTC時鐘進行比較，算出二者偏差值，根據偏差值對RTC時鐘進行校準，以實現主從網口的時鐘同步，再將同步后的網口RTC時鐘與板上其他網口或其他板卡RTC時鐘進行同步。該種方式只能同步時鐘頻率，不能同步時間信息。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種交換機系統及其網口時間同步方法，解決了目前交換機網口時間同步技術只能同步時鐘頻率，不能同步時間信息的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種交換機系統，包括：交換機背板、主控交換板、時鐘板和N塊業務板，N為大于1的整數；所述主控交換板、時鐘板和N塊業務板均與交換機背板固定連接；所述主控交換板與時鐘板通信連接，且與N塊業務板均通信連接；所述時鐘板分別與N塊業務板均通信連接。

進一步地，所述主控交換板的核心處理芯片包括交換芯片、CPU和FPGA；所述時鐘板的核心處理芯片為FPGA；所述N塊業務板的核心處理芯片均為交換芯片；所述每塊業務板各自均包括M個網口，M為大于1的整數。

進一步地，所述主控交換板的交換芯片與主控交換板的CPU通過PCIE接口通信連接；所述主控交換板的CPU與主控交換板的FPGA通過管理接口通信連接；所述主控交換板的交換芯片通過數據接口與N塊業務板的交換芯片通信連接；所述主控交換板的FPGA通過管理接口與時鐘板的FPGA通信連接；所述時鐘板的FPGA通過1PPS+ToD接口與N塊業務板的交換芯片通信連接；所述每塊業務板各自的交換芯片均與其M個網口通信連接。

進一步地，所述管理接口的通信協議包括SPI串行外設接口協議和UART串行通信協議。

一種交換機系統的網口時間同步方法，包括以下步驟：

S1、通過時鐘板預設本地默認時間信息；

S2、根據默認時間信息，通過N塊業務板得到具有本地時間戳和對端主機時間戳的PTP報文；

S3、將具有本地時間戳和對端主機時間戳的PTP報文輸入主控交換板的CPU，并通過主控交換板的CPU計算本地默認時間信息與對端主機時間信息的偏差值；

S4、通過管理接口，將本地默認時間信息與對端主機時間信息的偏差值寫入主控交換板的FPGA的寄存器，并通過主控交換板的FPGA及其管理接口將本地默認時間信息與對端主機時間信息的偏差值呈遞給時鐘板的FPGA；

S5、通過時鐘板根據本地默認時間信息與對端主機時間信息的偏差值對本地時間進行校準，得到初步校準后的時間；