[發明專利]一種時間同步主控制器電路的工作方法

有效

• 申請號: 202210723814.2
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115150016B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 錢宏文;李東坤;倪文龍;王超;張志福
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊強

本發明公開一種時間同步主控制器電路，屬于網絡工程與通信技術領域，包括協議控制幀調度電路、同步參數傳遞電路、保序子模塊電路和主同步控制器同步狀態機電路。通過時間觸發以太網同步算法中的PCF幀來實現系統同步，經過啟動同步CS幀、CA幀的握手和維持同步IN幀的傳遞參數，來保證當前集群網絡的節點的時間同步。其中同步算法主要由時序保持算法/同步集中算法和集群檢查算法組成，采取兩種同步模式，一種是每個周期固定時刻執行同步算法，保證所有節點在任何時候保持同步狀態；另一種是當因為特殊原因，某些節點脫離同步域，這個時候進行集群檢測，來完成同步域內節點的時間同步。

技術領域

本發明涉及網絡工程與通信技術領域，特別涉及一種時間同步主控制器電路。

背景技術

分布式、智能化、高可靠是未來裝備系統架構發展的核心。特別是在高端領域航空航天和交通運輸高鐵等行業，基于實時的綜合化、模塊化、低成本的通用網絡系統平臺的研發需求日益增加。在多套時間同步方案競爭中，時間觸發以太網嶄露頭角。它在普通以太網的靈活性、動態性能以及“盡力而為”中融入時間觸發技術的確定性、容錯機制和實時性能。而時間觸發以太網的時間特性對網絡中節點時鐘同步提出了新的要求，和現有的IEEE1588、NTP、長波授時等網絡同步算法相比，目前業界提出的針對以太網的高實時性同步算法中以目前較為成熟的SAEAS6802時間同步算法被業界采納。

SAEAS6802同步算法中時鐘同步構件分為三種，即：主同步控制器(SynchronizationMaster，SM)、同步集中器(CompressionMaster，CM)、同步客戶(SynchronizationClient，SC)。那么如何設計協同高效、低電路開銷、資源釋放快的PCF幀調度電路和復用邏輯是我們目前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種時間同步主控制器電路，以解決分布式網絡拓撲結構中PCF幀擁堵同一個同步控制器，造成資源占有高、邏輯開銷大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種時間同步主控制器電路，包括協議控制幀調度電路、同步參數傳遞電路、保序子模塊電路、SM同步狀態機電路，其中：

所述協議控制幀調度電路的輸入端與對等節點的輸出相連接，所述協議控制幀調度電路的每個輪詢調度端口均接收來自所述同步參數傳遞電路的基礎參數和所述SM同步狀態機電路的校正后的本地時標localclock，所述本地時標localclock用于記錄協議控制幀PCF幀的接收時刻點；

所述保序子模塊電路的輸入端與所述協議控制幀調度電路的輸出相連接，接收其解析后的PCF幀規定字段的數據輸出，也同時接收來自所述同步參數傳遞電路的基礎參數信息；

所述SM同步狀態機電路的輸入與所述保序子模塊電路完成保序算法后計算出的最優成員關系下PCF幀的membership數量值輸出相連接；同時也接收來自所述同步參數傳遞電路的基礎參數信息，以完成協議規定的狀態跳變。

在一種實施方式中，所述協議控制幀調度電路通過端口控制電路依次輪詢遍歷每個端口，判斷當前端口是否有PCF幀輸入，若有PCF幀輸入，則所述協議控制幀調度電路會依次調度當前端口的PCF幀進入當前端口的保序子模塊電路，根據調度進入的有效PCF幀的個數，依次開啟相應個保序子模塊算法，計算每次調度批次中的PCF幀對應的保序完成時刻點。

在一種實施方式中，所述協議控制幀調度電路的端口能夠參數化配置，當所述協議控制幀調度電路在同步集中器CM中應用時其端口數量可從1擴展到M，M≤24；當作為主同步控制器SM應用時至少能夠支持雙余度功能可擴展到N余度，N≤4；所述協議控制幀調度電路接收來自對等節點的PCF幀，每個輪詢調度端口接收對等節點的PCF幀作為輸入，完成調度后解析PCF幀的數據作為輸出與所述保序子模塊電路的輸入接口連接；所述協議控制幀調度電路的輸入端均與所述同步參數傳遞電路輸出端相連，用于PCF幀的調度和所述同步參數傳遞電路的傳參用于同步時間戳的計算。