在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的方法和装置。所述装置包括：媒体访问控制模块及时戳控制模块。所述媒体访问控制模块包括相互之间依次连接的接口转换子模块、媒体独立接口控制子模块、速率调整子模块及物理编解码子模块。其中，所述时戳控制模块设置于所述速率调整子模块与所述物理编解码子模块之间，所述时戳控制模块用于对所述媒体访问控制模块中的时间戳进行处理，以在所述媒体访问控制模块中实现精确时钟协议。上述装置能提高精确时钟协议的时间戳精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于芯片设计领域，具体涉及一种在交换机芯片设计中在媒体访问控制(Gigabit Media Access Control，简称GMAC)模块上实现精确时钟协议的方法和装置。
技术介绍
目前，分布式系统广泛运用于网络中，而分布式系统，往往需要一个全局的时钟，来确定系统中各事件发生的先后顺序，以及协调事件间传输的信息。这就要求系统中的各个部件有一个统一的时钟，并且能够在各个部件之间传递时间信息。如何在网络上提供可靠的时间服务已经成为一个重要的研究课题。精确时钟协议(Precision Time Protocol，简称PTP)是一种对标准以太网终端设备进行时间和频率同步的协议，也称为IEEE1588协议。PTP协议能够在不改变现有网络结构的前提下，利用以太网的帧传输时间信息，并且能够保证时间的精度。由于PTP协议实现简单，占用的网络和计算资源少等优点使其广泛应用于分布式系统中。PTP协议可以采用软件实现。但采用软件实现PTP协议时，由于网络的不平稳性，交换机对数据包的缓存以及操作系统进程的调度的影响，使得网络不能提供很高精度的时间服务，通常软件实现的时间精度只能够达到毫秒级(ms)。显然这样的时间精度是无法满足交换机芯片设计的中一些高标准的要求。如何提高上述时间精度对本领域技术人员而言是急需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种能在媒体访问控制模块中实现PTP协议的方法和装置，以解决现有技术中在媒体访问控制模块中实现PTP协议时间精度不高的技术问题。就实现PTP协议的装置而言，本专利技术实施例提供一种在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的装置。所述装置包括：媒体访问控制模块及时戳控制模块，所述媒体访问控制模块包括相互之间依次连接的接口转换子模块、媒体独立接口控制子模块、速率调整子模块及物理编解码子模块。其中，所述时戳控制模块设置于所述速率调整子模块与所述物理编解码子模块之间，所述时戳控制模块用于对所述媒体访问控制模块中的时间戳进行处理，以在所述媒体访问控制模块中实现精确时钟协议。进一步地，所述装置中的所述时戳控制模块包括：发送子模块及接收子模块。所述发送子模块包括多级流水线处理单元、信息锁存单元、替换控制单元、计数器、时戳调整单元、寄存器及循环冗余码校验单元。其中，所述信息锁存单元对输入帧的处理信息进行锁存备用。所述替换控制单元与所述信息锁存单元、多级流水线处理单元及计时器连接。所述时戳调整单元的一侧输入端输入系统的实时时间，另一侧输入端与所述寄存器连接，所述时戳调整单元的输出端与所述多级流水线处理单元连接。所述循环冗余码校验单元与所述多级流水线处理单元连接用于对新的帧内容进行重新计算循环冗余码校验的值。所述接收子模块包括时戳捕获单元，所述时戳捕获单元用于在接收到一个帧开始时，捕获下当前的系统时间。进一步地，所述装置中的所述时戳控制模块通过媒体独立接口与所述速率调整子模块及物理编解码子模块相连。所述媒体独立接口包括用于发送有效信号的数据线、发送数据信号的数据线及发送错误信号的数据线，所述多级流水线处理单元对所述媒体独立接口输入的数据进行处理后输出。进一步地，所述装置中的所述多级水线处理单元为5级流水线处理单元。进一步地，所述装置中所述寄存器存储有用于进行时间戳校准的校准信号。所述校准信号包括标志位和需要进行校准的时间值，所述时戳调整单元根据所述标志位对所述时间戳进行相应时间值的调整。就实现PTP协议的方法而言，本专利技术实施例提供一种在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的方法，所述媒体访问控制模块包括相互之间依次连接的接口转换子模块、媒体独立接口控制子模块、速率调整子模块及物理编解码子模块，所述方法包括：采用时戳控制模块对所述媒体访问控制模块的时间戳进行处理以实现精确时钟协议，其中所述时戳控制模块设置在所述速率调整子模块与所述物理编解码子模块之间。进一步地，所述方法中的所述时戳控制模块包括：发送子模块及接收子模块。所述发送子模块包括多级流水线处理单元、信息锁存单元、替换控制单元、计数器、时戳调整单元、寄存器及循环冗余码校验单元。其中，所述信息锁存单元对输入帧的处理信息进行锁存备用。所述替换控制单元与所述信息锁存单元、多级流水线处理单元及计时器连接。所述时戳调整单元的一侧输入端输入系统
的实时时间，另一侧输入端与所述寄存器连接，所述时戳调整单元的输出端与所述多级流水线处理单元连接。所述循环冗余码校验单元与所述多级流水线处理单元连接用于对新的帧内容进行重新计算循环冗余码校验的值。所述接收子模块包括时戳捕获单元，所述时戳捕获单元用于在接收到一个帧开始时，捕获下当前的系统时间。进一步地，所述方法中的所述多级水线处理单元为5级流水线处理单元。进一步地，所述方法中的所述寄存器存储有用于进行时间戳校准的校准信号。所述校准信号包括标志位和需要进行校准的时间值，所述时戳调整单元根据所述标志位对所述时间戳进行相应时间值的调整。相对于现有技术，本专利技术提供的在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的方法和装置，将打时间戳的地方设置在交换机芯片中所有的缓存之后的Gmac模块中，相对于采用软件实现的方式可以极大的提高了时间精度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的媒体访问控制模块的设计架构图。图2为本专利技术实施例提供的在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的装置的设计架构图。图3为封装了PTP报文的以太网帧格式。图4为本专利技术实施例提供的时戳控制模块的设计架构图。主要元件符号说明实现精确时钟协议的装置10媒体访问控制模块100接口转换子模块110媒体独立接口控制子模块120速率调整子模块130物理编解码子模块140时戳控制模块200发送子模块210多级流水线处理单元211信息锁存单元212替换控制单元213计数器214循环冗余码校验单元215时戳调整单元216寄存器217接收子模块220时戳捕获单元221具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，图1是本专利技术实施例提供的媒体访问控制模块100的设计架构图。所述媒体访问控制模块100包括：接口转换子模块110、媒体独立接口控制子模块120、速率调整子模块130及物理编解码子模块140。所述接口转换子模块110、媒体独立接口控制子模块120、速率调整子模块130及物理编解码子模块14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的装置，其特征在于，包括：媒体访问控制模块及时戳控制模块，所述媒体访问控制模块包括相互之间依次连接的接口转换子模块、媒体独立接口控制子模块、速率调整子模块及物理编解码子模块，其中，所述时戳控制模块设置于所述速率调整子模块与所述物理编解码子模块之间，所述时戳控制模块用于对所述媒体访问控制模块中的时间戳进行处理，以在所述媒体访问控制模块中实现精确时钟协议。

【技术特征摘要】
1.一种在媒体访问控制模块中实现精确时钟协议的装置，其特征在于，包括：媒体访问控制模块及时戳控制模块，所述媒体访问控制模块包括相互之间依次连接的接口转换子模块、媒体独立接口控制子模块、速率调整子模块及物理编解码子模块，其中，所述时戳控制模块设置于所述速率调整子模块与所述物理编解码子模块之间，所述时戳控制模块用于对所述媒体访问控制模块中的时间戳进行处理，以在所述媒体访问控制模块中实现精确时钟协议。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时戳控制模块包括：发送子模块及接收子模块；所述发送子模块包括多级流水线处理单元、信息锁存单元、替换控制单元、计数器、时戳调整单元、寄存器及循环冗余码校验单元，其中，所述信息锁存单元对输入帧的处理信息进行锁存备用，所述替换控制单元与所述信息锁存单元、多级流水线处理单元及计时器连接，所述时戳调整单元的一侧输入端输入系统的实时时间、另一侧输入端与所述寄存器连接，所述时戳调整单元的输出端与所述多级流水线处理单元连接，所述循环冗余码校验单元与所述多级流水线处理单元连接用于对新的帧内容进行重新计算循环冗余码校验的值；所述接收子模块包括时戳捕获单元，所述时戳捕获单元用于在接收到一个帧开始时，捕获当前的系统时间。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述时戳控制模块通过媒体独立接口与所述速率调整子模块及物理编解码子模块相连，所述媒体独立接口包括用于发送有效信号的数据线、发送数据信号的数据线及发送错误信号的数据线，所述多级流水线处理单元
\t对所述媒体独立接口输入的数据进行处理后输出。4.如权利要求2～3中任意一项所述的装置，其特征在于：所述多级水线处理单元为5级流水线处理单元。5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输入帧的处理信息包括：精确时钟协议标签...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏，谢海春，蒋汉柏，廖北平，
申请(专利权)人：醴陵恒茂电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43