[發(fā)明專利]時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法及其同步系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010952707.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN112165369B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志峰;楊飛;于洋;胡田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海創(chuàng)時(shí)汽車科技有限公司
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本發(fā)明公開了一種時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法，包括：設(shè)置n個(gè)主時(shí)鐘，每個(gè)主時(shí)鐘為時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)時(shí)鐘域的時(shí)間同步信號(hào)，n≥2；每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含n個(gè)本地時(shí)鐘管理模塊，每個(gè)本地時(shí)鐘管理模塊分別根據(jù)各主時(shí)鐘的鏈路延時(shí)計(jì)算報(bào)文和時(shí)鐘同步信號(hào)報(bào)文，計(jì)算獲得各主時(shí)鐘的本地時(shí)鐘域時(shí)間基準(zhǔn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)中設(shè)計(jì)一個(gè)多時(shí)鐘域時(shí)鐘同步管理模塊，用于周期性調(diào)取多個(gè)本地時(shí)間域的時(shí)間基準(zhǔn)，通過融合算法將融合后的時(shí)間基準(zhǔn)作為本節(jié)點(diǎn)的全局時(shí)間。本發(fā)明還公開了一種時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步系統(tǒng)。本發(fā)明能提高整個(gè)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步的同步精度、冗余性、可靠性和適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種用于汽車智能駕駛中的車載時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法。本發(fā)明還涉及一種用于汽車智能駕駛中的車載時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步系統(tǒng)。

背景技術(shù)

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN：Time Sensitive Networking)指的是IEEE802.1工作組中的TSN任務(wù)組正在開發(fā)的一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間敏感機(jī)制，為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)增加了確定性和可靠性，以確保以太網(wǎng)能夠?yàn)殛P(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳輸提供穩(wěn)定一致的服務(wù)級(jí)別。

時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)是以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的新一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，具有時(shí)間同步、延時(shí)保證等確保實(shí)時(shí)性的功能。TSN其實(shí)指的是在IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)框架下，基于特定應(yīng)用需求制定的一組“子標(biāo)準(zhǔn)”，旨在為以太網(wǎng)協(xié)議建立“通用”的時(shí)間敏感機(jī)制，以確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間確定性。既然是隸屬于IEEE802.1下的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，TSN就僅僅是關(guān)于以太網(wǎng)通訊協(xié)議模型中的第二層，也就是數(shù)據(jù)鏈路層(更確切的說是MAC層)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。是一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)而不是一種協(xié)議，就是說TSN將會(huì)為以太網(wǎng)協(xié)議的MAC層提供一套通用的時(shí)間敏感機(jī)制，在確保以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊的時(shí)間確定性的同時(shí)，為不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互操作提供了可能性。

現(xiàn)有時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)可通過一個(gè)主時(shí)鐘在單個(gè)時(shí)鐘域中提供時(shí)鐘同步信號(hào)，其他節(jié)點(diǎn)通過單向鏈路維護(hù)一個(gè)本地時(shí)間基準(zhǔn)。現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：

1、鏈路中只存在單個(gè)主時(shí)鐘，當(dāng)該主時(shí)鐘發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)鏈路的時(shí)鐘同步將受到影響。

2、鏈路中所有節(jié)點(diǎn)都通過單向鏈路獲取時(shí)鐘同步信號(hào)，當(dāng)鏈路中某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，下游節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步將受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念,該簡(jiǎn)化形式的概念均為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)化，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能精確完成時(shí)鐘同步，并能精確獲得節(jié)點(diǎn)全局時(shí)間和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)全局時(shí)間的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法。

本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種能精確完成時(shí)鐘同步，并能精確獲得節(jié)點(diǎn)全局時(shí)間和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)全局時(shí)間的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法，包括以下步驟：

S1，設(shè)置n個(gè)主時(shí)鐘，每個(gè)主時(shí)鐘為時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)時(shí)鐘域的時(shí)間同步信號(hào)，n≥2；

S2，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)各主時(shí)鐘的鏈路延時(shí)計(jì)算報(bào)文和時(shí)鐘同步信號(hào)報(bào)文，計(jì)算獲得各主時(shí)鐘的本地時(shí)鐘域時(shí)間基準(zhǔn)；

S3，周期性調(diào)取所有主時(shí)鐘對(duì)應(yīng)的本節(jié)點(diǎn)本地時(shí)鐘域時(shí)間基準(zhǔn)，計(jì)算獲得本節(jié)點(diǎn)的全局時(shí)間。

可選擇的，進(jìn)一步改進(jìn)所述的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)冗余時(shí)鐘同步方法，還包括：

當(dāng)某個(gè)主時(shí)鐘發(fā)生故障時(shí)，選取其他未故障主時(shí)鐘本節(jié)點(diǎn)本地時(shí)鐘域時(shí)間基準(zhǔn)，計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)的全局時(shí)間；

當(dāng)某個(gè)時(shí)鐘同步鏈路節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，選取其他處于正常狀態(tài)時(shí)鐘同步鏈路節(jié)點(diǎn)的主時(shí)鐘本地時(shí)鐘域時(shí)間基準(zhǔn)計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)的全局時(shí)間。