时钟同步方法、装置及网络设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种时钟同步方法、装置及网络设备。装置包括：至少一个硬件芯片、CPU和逻辑控制芯片；硬件芯片用于接收对端装置发送的第一PTP事件报文，记录第一时间戳，将第一PTP事件报文的CF域中的校正值减去第一时间戳，然后发送给CPU；CPU用于将第一PTP事件报文发送给逻辑控制芯片；逻辑控制芯片用于记录第一PTP事件报文到达逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据第一PTP事件报文和PTP时间戳计算出逻辑控制芯片的第一PTP系统时间与对端装置的第二PTP系统时间之间的第一时间偏差，根据第一时间偏差与对端装置进行时钟同步。采用本发明专利技术可以提高时钟同步的精度，降低对系统效率的影响并降低硬件上的实现代价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时钟同步技术，尤其涉及一种时钟同步方法、装置及网络设备。
技术介绍
在现代通信网络中，大多数电信业务的正常运行要求全网设备之间的频率或时间差异保持在合理的误差水平内，即网络时钟同步。网络时钟同步包括频率同步和时间同步两个概念。所谓频率同步就是时钟同步，是指信号之间的频率或相位上保持某种严格的特定关系，信号在其相对应的有效瞬间以同一平均速率出现，以维持通信网络中所有的设备以相同的速率运行，即信号之间保持恒定相位差。伴随计算机 网络的快速发展，越来越多的应用对时钟同步精度提出了较高的需求，IEEE1588协议的诞生满足了该需求，使用IEEE1588协议设计或集成的系统能够在不增加网络负荷的情况下，实现整个系统中各类不同精度、不同稳定性的时钟的高精度同步，有效解决分布式系统中的实时性问题，进一步改善与提高系统精度。IEEE1588协议实际上是网络测量和控制系统的精确时间同步协议(Precision Clock SynchronizationProtocol For Networked Measurement and Control Systems),通常简称为精确时间协议(Precision Time Protocol,简称为 PTP)。在现有技术中，最先是基于嵌入式系统实现ΙΕΕΕ1588协议，以进行时钟同步，但是在实现过程中，由于嵌入式系统受到数据帧多级缓冲时延不稳定、晶振频率漂移、中断服务程序响应时间等因素限制，很难达到微秒级的同步精度。为此，出现一种采用硬件协助打时间戳的方式实现ΙΕΕΕ1588协议，采用硬件协助打时间戳的方法，即在物理层芯片或是交换芯片打上时间戳，实现了亚微秒级的精度同步，满足高实时性、高精度的同步数据采集、记录和分析的需求，但是，在硬件芯片上维持PTP完整80比特时间计数器的话，大大增加了硬件的代价，并且中央处理器(Central Processing Unit,简称为CPU)频繁读取物理层芯片或交换芯片打上的时间戳，大大影响了系统效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种时钟同步方法、装置及网络设备，用以提高时钟同步的精度，降低对系统效率的影响并降低硬件上的实现代价。第一方面提供一种时钟同步装置，包括至少一个硬件芯片、中央处理器CPU和逻辑控制芯片；所述硬件芯片，用于接收对端装置发送的第一精确时间协议PTP事件报文，并记录所述第一 PTP事件报文到达所述硬件芯片的第一时间戳，将所述第一 PTP事件报文的校正CF域中的校正值减去所述第一时间戳，然后将所述第一 PTP事件报文发送给所述CPU ；所述CPU，用于接收所述硬件芯片发送的所述第一 PTP事件报文，将所述第一 PTP事件报文发送给所述逻辑控制芯片；所述逻辑控制芯片，用于接收所述CPU发送的所述第一 PTP事件报文并记录所述第一 PTP事件报文到达所述逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据所述第一 PTP事件报文和所述PTP时间戳，计算出所述逻辑控制芯片的第一 PTP系统时间与所述对端装置的第二 PTP系统时间之间的第一时间偏差，并根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步。第二方面提供一种时钟同步方法，包括时钟同步装置的硬件芯片接收对端装置发送的第一精确时间协议PTP事件报文，记录所述第一 PTP事件报文到达所述硬件芯片的第一时间戳，将所述第一 PTP事件报文的校正CF域中的校正值减去所述第一时间戳，然后将所述第一 PTP事件报文发送给所述时钟同步装置的中央处理器CPU;所述CPU将所述第一 PTP事件报文发送给所述时钟同步装置的逻辑控制芯片；所述逻辑控制芯片记录所述第一 PTP事件报文到达所述逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据所述第一 PTP事件报文和所述PTP时间戳计算出所述逻辑控制芯片的第一 PTP系统时间与所述对端装置的第二 PTP系统时间之间的第一时间偏差，并根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步。第三方面提供一种网络设备，包括第一方面提供的任一时钟同步装置。本专利技术提供的时钟同步方法、装置及网络设备，通过独立于硬件芯片的逻辑控制芯片实现IEEE1588协议以与对端装置进行时钟同步，CPU只需要将硬件芯片发送的PTP事件报文发送给逻辑控制芯片即可，不需要频繁的从PTP事件报文中读取时间戳，提高了系统效率，另一方面，由独立于硬件芯片的逻辑控制芯片的实现IEEE1588协议，硬件芯片上不需要维持PTP完整80比特时间计数器，无需做大的改动，有利于降低现有硬件芯片的实现代价，另外独立于硬件芯片的逻辑 控制芯片的实现也相对简单。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种时钟同步装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种时钟同步装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的信息包检测单元的状态机转换示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种时钟同步方法的流程图。具体实施例方式图1为本专利技术实施例提供的一种时钟同步装置的结构示意图。本实施例的时钟同步装置可以独立实现，也可以设置于需要进行时钟同步的设备中实现。需要进行时钟同步的设备例如可以是各种服务器。如图1所示，本实施例的时钟同步装置包括至少一个硬件芯片11、CPU12和逻辑控制芯片13。每个硬件芯片11与CPU12连接，CPU12与逻辑控制芯片13连接。 硬件芯片11，用于接收对端装置发送的第一 PTP事件报文，并记录第一 PTP事件报文到达该硬件芯片11的第一时间戳，将第一PTP事件报文的校正(Correction Field,简称为CF)域中的校正值减去第一时间戳，然后将第一 PTP事件报文发送给CPU12。CPU12，用于接收硬件芯片11发送的第一 PTP事件报文，将第一 PTP事件报文发送给逻辑控制芯片13。逻辑控制芯片13，用于接收CPU12发送的第一 PTP事件报文并记录第一 PTP事件报文到达逻辑控制芯片13的PTP时间戳，根据第一 PTP事件报文和记录的第一 PTP事件报文到达逻辑控制芯片13的PTP时间戳，计算出逻辑控制芯片13的第一 PTP系统时间与对端装置的第二 PTP系统时间之间的第一时间偏差，并根据该第一时间偏差与对端装置进行时钟同步。PTP协议定义了两种类型的报文，一是事件报文，它在收发时刻需要打时间戳，使用事件端口进行收发，该事件端口的端口号为319 ;二是普通报文，它在收发时刻无需打时间戳，使用通用端口进行收发，该通用端口的端口号为320。事件报文包括但不限于同步(Sync)报文、延迟请求(Delay_Req)报文、对等延迟请求(Pdelay_Req)报文和对等延迟响应(Pdelay_Resp)报文。相应的，普通报文包括但不限于通知(Announce)报文、跟随(Follow_Up)报文、延迟应答(Delay_Resp)报文、对等延迟应答跟随(Pdelay_Resp_Follow_Up)报文、管理(Managment)报文和信号(Signaling)报文。本实施例所述的各个PTP事件报文主要是指PTP协议定义的各种事件报文，但不限于此，也可以扩展到PTP协议定义的普通报文。另外，本专利技术实施例中的PTP事件报文符合PTP协议规定的格式，例如包括时间戳(Timestamp，简称为TS)域、CF域、PTP报文类型域、PTP报文序列号域和PT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟同步装置，其特征在于，包括：至少一个硬件芯片、中央处理器CPU和逻辑控制芯片；所述硬件芯片，用于接收对端装置发送的第一精确时间协议PTP事件报文，并记录所述第一PTP事件报文到达所述硬件芯片的第一时间戳，将所述第一PTP事件报文的校正CF域中的校正值减去所述第一时间戳，然后将所述第一PTP事件报文发送给所述CPU；所述CPU，用于接收所述硬件芯片发送的所述第一PTP事件报文，将所述第一PTP事件报文发送给所述逻辑控制芯片；所述逻辑控制芯片，用于接收所述CPU发送的所述第一PTP事件报文并记录所述第一PTP事件报文到达所述逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据所述第一PTP事件报文和所述PTP时间戳，计算出所述逻辑控制芯片的第一PTP系统时间与所述对端装置的第二PTP系统时间之间的第一时间偏差，并根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步。

【技术特征摘要】
1.一种时钟同步装置，其特征在于，包括至少一个硬件芯片、中央处理器CPU和逻辑控制芯片； 所述硬件芯片，用于接收对端装置发送的第一精确时间协议PTP事件报文，并记录所述第一 PTP事件报文到达所述硬件芯片的第一时间戳，将所述第一 PTP事件报文的校正CF域中的校正值减去所述第一时间戳，然后将所述第一 PTP事件报文发送给所述CPU ； 所述CPU，用于接收所述硬件芯片发送的所述第一 PTP事件报文，将所述第一 PTP事件报文发送给所述逻辑控制芯片； 所述逻辑控制芯片，用于接收所述CPU发送的所述第一 PTP事件报文并记录所述第一PTP事件报文到达所述逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据所述第一 PTP事件报文和所述PTP时间戳，计算出所述逻辑控制芯片的第一 PTP系统时间与所述对端装置的第二 PTP系统时间之间的第一时间偏差，并根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步。2.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于，所述逻辑控制芯片，还用于根据所述第一 PTP系统时间生成第二 PTP事件报文，将所述第二 PTP事件报文发送给所述CPU ； 所述CPU，还用于接收所述逻辑控制芯片发送的所述第二 PTP事件报文，将所述第二PTP事件报文发送给所述硬件芯片； 所述硬件芯片，还用于接收所述CPU发送的所述第二 PTP事件报文，记录所述第二 PTP事件报文到达所述硬件芯片的第二时间戳，将所述第二 PTP事件报文的CF域中的校正值加上所述第二时间戳，然后将所述第二 PTP事件报文发送给所述对端装置，以使所述对端装置根据所述第二 PTP事件报文生成并返回所述第一 PTP系统时间与所述第二 PTP系统时间之间的第二时间偏差。3.根据权利要求2所述的时钟同步装置，其特征在于，所述逻辑控制芯片用于根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步包括 所述逻辑控制芯片具体用于根据所述第一时间偏差和所述第二时间偏差，对所述第一PTP系统时间进行校正，根据所述校正后的第一 PTP系统时间同步每个所述硬件芯片的本地时钟，以与所述对端装置进行时钟同步。4.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于，所述逻辑控制芯片，还用于在接收所述第一 PTP事件报文之前，根据所述第一 PTP系统时间生成第三PTP事件报文，将所述第三PTP事件报文发送给所述CPU ； 所述CPU，还用于接收所述逻辑控制芯片发送的所述第三PTP事件报文，将所述第三PTP事件报文发送给每个所述硬件芯片； 所述硬件芯片，还用于在接收所述第一 PTP事件报文之前，接收所述CPU发送的所述第三PTP事件报文，记录所述第三PTP事件报文到达所述硬件芯片的第三时间戳，将所述第三PTP事件报文的CF域中的校正值加上所述第三时间戳，然后将所述第三PTP事件报文发送给所述对端装置，以使所述对端装置根据所述第三PTP事件报文生成所述第一 PTP系统时间与所述第二 PTP系统时间之间的第三时间偏差并返回所述第一 PTP事件报文。5.根据权利要求4所述的时钟同步装置，其特征在于，所述逻辑控制芯片用于根据所述第一时间偏差与所述对端装置进行时钟同步包括 所述逻辑控制芯片具体用于通过所述CPU和所述硬件芯片，将所述第一时间偏差发送给所述对端装置，以使所述对端装置根据所述第一时间偏差和所述第三时间偏差对所述第二 PTP系统时间进行校正，以与所述对端装置进行时钟同步。6.根据权利要求3所述的时钟同步装置，其特征在于，所述逻辑控制芯片包括第一接口单元、信息包检测单元、时钟运算单元、系统时间单元、信息包控制单元、信息包封装单元和第二接口单元； 所述第一接口单元，用于接收所述CPU发送的所述第一 PTP事件报文，以及将所述信息包封装单元封装出的所述第二 PTP事件报文发送给所述CPU ； 所述信息包检测单元，用于判断所述第一接口单元接收到的所述第一 PTP事件报文是否符合PTP协议要求，在判断结果为符合时，提取所述第一 PTP事件报文的PTP报文头信息，并将所述PTP报文头信息分别发送给所述时钟运算单元和所述信息包控制单元，所述PTP报文头信息包括所述CF域和时间戳TS域； 所述时钟运算单元，用于记录所述第一 PTP事件报文到达所述逻辑控制芯片的PTP时间戳，根据所述PTP报文头信息和所述PTP时间戳，计算所述第一时间偏差，并将所述第一时间偏差发送给所述系统时间单元，以及在将所述第一时间偏差发送给所述系统时间单元之前，接收所述系统时间单元发送的所述第一 PTP系统时间，并将所述第一 PTP系统时间发送给所述信息包控制单元； 所述系统时间单元，用于在所述时钟运算单元发送所述第一时间偏差之前，向所述时钟运算单元发送所述第一 PTP系统时间，根据所述时钟运算单元发送的所述第一时间偏差，校正所述第一 PTP系统时间，并将所述校正后的第一 PTP系统时间发送给所述第二接口单元； 所述信息包控制单元，用于根据所述时钟运算单元发送的所述第一 PTP系统时间和所述信息包检测单元发送的所述PTP报文头信息，确定所述第二 PTP事件报文的类型信息和内容信息，并将所述第二 PTP事件报文的类型信息和内容信息发送给所述信息包封装单元，所述第二 PTP事件报文的内容信息为所述校正后的第一 PTP系统时间； 所述信息包封装单元，用于根据所述信息包控制单元发送的所述第二 PTP事件报文的类型信息和内容信息，生成所述第二 PTP事件报文，将所述第二 PTP事件报文发送给所述第一接口单元； 所述第二接口单元，用于将所述系统时间单元发送的所述校正后的第一 PTP系统时间发送给每个所述硬件芯片，以使每个所述硬件芯片将本地时钟同步为所述校正后的第一PTP系统时间。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭发长，
申请(专利权)人：福建星网锐捷网络有限公司，
类型：发明
国别省市：