RTC时钟同步调整方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种RTC时钟同步调整方法及装置，基于gPTP协议使主时钟端和从时钟端完成信息交互并计算主时钟端和从时钟端的时延计算和时间偏差，根据时延计算和时间偏差调整RTC时钟，使RTC时钟与主时钟保持同步，本发明专利技术有效克服现有技术的gPTP协议并未对RTC同步过程中的状态进行具体定义，而很难确认当前RTC的同步状态，RTC不能快速的同步进入锁定，导致RTC时间一直处于未同步状态，进而导致音视频数据在恢复的时候，出现较严重的不同步问题。

RTC Clock Synchronization Adjustment Method and Device

【技术实现步骤摘要】
RTC时钟同步调整方法及装置
本专利技术涉及汽车以太网EAVB(EthernetAudioVideoBridging)协议中的gPTP(generalizedprecisiontimeprotocol)协议的RTC(RealTimeClock)时钟同步调整方法及调整装置。
技术介绍
汽车以太网EAVB(EthernetAudioVideoBridging)协议中，gPTP(generalizedprecisiontimeprotocol)协议的功能是时间的同步，为音视频数据提供精准的时间信息，标准协议IEEE802.1AS对时间同步的报文格式，报文交互以及时间戳的使用和时延的计算方法等都进行了详细定义，但是标准协议应用到具体平台的时候，通过报文交互计算出线路时延和时间偏差，需要调整硬件时间，而相关的调整方法等却并未具体进行定义。鉴于上述情况，现有技术中很多时候在时钟调整过程中往往会出现：同步时钟不稳定、出现时钟相位偏差很大、时钟同步后抖动很大等的各种问题。目前，现有技术的gPTP协议的RTC(RealTimeClock)时钟调整由于尚且没有一种有效的调整方法，导致在技术实现上仍有如下一系列问题：所述RTC为实时时钟，其是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC，所述的OS(系统)时钟每一个cpu周期加一，每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。当然，8254电路本身的工作也需要有自己的驱动时钟(PIT)；进一步的：由于现有技术的gPTP协议并未对RTC同步过程中的状态进行具体定义，因此在时钟调整过程中，往往很难确认当前RTC的同步状态；进一步的：在同步跟踪上级时钟时，RTC不能快速的同步进入锁定，一直RTC时间处于调整和同步过程中，RTC长期间处于未同步状态中；进一步的：因为RTC时间一直处于未同步状态，则进而导致音视频数据在恢复的时候，出现较严重的不同步问题。为了有效克服上述情况下的现有技术的gPTP协议并未对RTC同步过程中的状态进行具体定义，而很难确认当前RTC的同步状态，RTC不能快速的同步进入锁定，导致RTC时间一直处于未同步状态，进而导致音视频数据在恢复的时候，出现较严重的不同步问题，因此，一种新的基于gPTP协议的RTC时钟同步调整方法及调整装置的专利技术是势在必行的。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术的gPTP协议并未对RTC同步过程中的状态进行具体定义，而很难确认当前RTC的同步状态，RTC不能快速的同步进入锁定，导致RTC时间一直处于未同步状态，进而导致音视频数据在恢复的时候，出现较严重的不同步问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种RTC时钟同步调整方法，其基于gPTP协议使Master端和Slave端完成信息交互并计算主时钟端和从时钟端的时延计算和时间偏差，根据时延计算和时间偏差调整RTC时钟，使RTC时钟与主时钟保持同步。可选的，所述的RTC时钟同步调整方法，其RTC时钟运行的状态包括自由运行、同步、正常工作跟踪、保持对Master端的跟踪锁；所述自由运行状态是指Slave端未接收到Master端的报文，即Master端报文丢失，Slave端的时钟依据自己的RTC时间运行；所述同步运行状态是指上电、唤醒或者Master端的报文从丢失到回复，当大的时间偏差出现时，RTC能够快速同步时间相位，达到时间在相位上的同步；所述正常工作跟踪运行状态是指时钟在进行时间相位和频率的微步调整；所述保持对Master端的跟踪锁定运行状态是指Slave端与Master端时钟频率进入锁定。可选的，所述RTC时钟同步调整方法，其还包括如下步骤：默认配置gPTP协议Master端初始sync报文发送间隔为j，保证sync报文和follow_up报文每秒发送1/2j个；系统上电后，RTC时钟默认进入自由运行状态，通过gPTP协议交互，Slave端计算线路时延和与Master端的时间偏差。可选的，所述RTC时钟同步调整方法，其Master端和Slave端的交互过程如下:主时钟向从时钟发送Sync报文，并记录发送时间t1；时钟收到该报文后，记录接收时间t2；主时钟发送Sync报文之后，接着发送携带有t1的Follow_Up报文；从时钟向主时钟发送延时请求报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；主时钟收到该报文后，记录接收时间t4；主时钟收到延时请求报文之后，回复携带有t4的延时响应报文，并记录发送时间t5；从时钟收到该报文后，记录接收时间t6；主时钟回复延时响应报文之后，接着发送携带有t5的Pdelay_Resp_Follow_Up报文；通过报文消息交互，Slave端获取到时间戳t1,t2,t3,t4,t5,t6；线路时延计算方法为：时间偏差计算方法为：offset＝(t2-t1)-Δdelay。可选的，所述的RTC时钟同步调整方法，其在根据时延计算和时间偏差的结果调整RTC时钟前，还包括对时间偏差的结果进行滤波处理并获取最终时间偏差。可选的，所述的RTC时钟同步调整方法，其还包括对所述对时间偏差的滤波处理结果进行分析处理，其包括：Slave端与Master端在第n(n≥1)秒内交互m次，获取到m个时间偏差值，通过对m(m≥2)个偏差值进行分析处理并获得处理后的最终时间偏差offset_filter；优选的，对m个时间偏差值的处理包括直接计算8个偏差的平均值作为最终的时间偏差offset_filter；或根据m个offset时间偏差值按照数值的大小，从小到大进行排列成一组数据，然后去掉最大值和最小值，如果m为奇数，则取这组数据中的中间值作为最终的时间偏差offset_filter＝offset(m+1)/2；如果m为偶数，则取这组数据中第m/2和第m/2+1个offset的和，然后在除以2后所得数值为最终的时间偏差offset_filter，即：offset_filter＝(offsetm/2+offset(m/2+1))/2；或采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算N-2个数据的算术平均值。可选的，所述的RTC时钟同步调整方法，其根据滤波后的最终时间偏差offset_filter对本地RTC时钟相位进行较大调整，使Master端和Slave端在相位上偏差处于μs级。可选的，所述RTC时钟同步调整方法，其RTC时钟与主时钟的相位和频率保持同步的微调调整方法为PID闭环控制方法。可选的，所述RTC时钟同步调整方法，其所述PID闭环控制方法包括：根据gpTP协议计算主从时钟的偏差获得offset，然后offset进行滤波并获得最终的时间偏差offset_filter,根据offset_filter不断计算调整PID中的Kp比例因子、Ti积分时间常数和Td微分时间常数以获得Kp、Ti、Td数值来调整RTC的数值并将调整后的RTC数值反馈给输入，循环实现RTC的数值动态调整。可选的，所述RTC时钟同步调整方法，其所述调整PID中的Kp比例因子、Ti积分时间常数和Td微分时间常数包括只采用P调节器，即Ti＝0,Td＝0或只采用PI调节器，Td＝0或只采用PD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，基于gPTP协议使主时钟端和从时钟端完成信息交互并计算主时钟端和从时钟端的时延计算和时间偏差，根据时延计算和时间偏差调整RTC时钟，使RTC时钟与主时钟保持同步。

【技术特征摘要】
1.一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，基于gPTP协议使主时钟端和从时钟端完成信息交互并计算主时钟端和从时钟端的时延计算和时间偏差，根据时延计算和时间偏差调整RTC时钟，使RTC时钟与主时钟保持同步。2.如权利要求1所述一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，RTC时钟运行的状态包括自由运行、同步、正常工作跟踪、保持对主时钟端的跟踪锁；所述自由运行状态是指从时钟端未接收到主时钟端的报文，即主时钟端报文丢失，从时钟端的时钟依据自己的RTC时间运行；所述同步运行状态是指上电、唤醒或者主时钟端的报文从丢失到回复，当大的时间偏差出现时，RTC能够快速同步时间相位，达到时间在相位上的同步；所述正常工作跟踪运行状态是指时钟在进行时间相位和频率的微步调整；所述保持对主时钟端的跟踪锁定运行状态是指从时钟端与主时钟端时钟频率进入锁定。3.如权利要求2所述一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，还包括如下步骤：默认配置gPTP协议主时钟端初始同步报文发送间隔为j，保证同步报文和跟随报文每秒发送1/2j个；系统上电后，RTC时钟默认进入自由运行状态，通过gPTP协议交互，从时钟端计算线路时延和与主时钟端的时间偏差。4.如权利要求3所述一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，主时钟端和从时钟端的交互过程如下:主时钟向从时钟发送同步报文，并记录发送时间t1；时钟收到该报文后，记录接收时间t2；主时钟发送同步报文之后，接着发送携带有t1的跟随报文；从时钟向主时钟发送延时请求报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；主时钟收到该报文后，记录接收时间t4；主时钟收到延时请求报文之后，回复携带有t4的延时响应报文，并记录发送时间t5；从时钟收到该报文后，记录接收时间t6；主时钟回复延时响应报文之后，接着发送携带有t5的延时响应跟随报文；通过报文消息交互，从时钟端获取到时间戳t1,t2,t3,t4,t5,t6；线路时延计算方法为：时间偏差计算方法为：offset＝(t2-t1)-Δdelay。5.如权利要求4所述一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，在根据时延计算和时间偏差的结果调整RTC时钟前，还包括对时间偏差的结果进行滤波处理并获取最终时间偏差。6.如权利要求5所述一种RTC时钟同步调整方法，其特征在于，还包括对时间偏差的滤波处理结果进行分析处理，其包括：从时钟端与主时钟端在第n(n≥1)秒内交互m次，获取到m个时间偏差值，通过对m(m≥2)个偏差值进行分析处理并获得处理后的最终时间偏差offset_filter；所述m个时间偏差值的处理包括直接计算8个偏差的平均值作为最终的时间偏差offset_filter；或根据m个offset时间偏差值按照数值的大小，从小到大进行排列成一组数据，然后去掉最大值和最小值，如果m为奇数，则取这组数据中...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文平，黄飞，石川，张航，
申请(专利权)人：上海赫千电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31