[发明专利]自动发送IEEE1588协议报文的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种自动发送IEEE1588协议报文的控制方法及装置。

背景技术

在通信网络中，以太网以其优越的性价比、广泛的产品及应用、技术成熟度高和可持续演进的高传输速率等优势，已成为通信承载网的主要发展方向。为了适应业务IP化发展的必然趋势，满足不同的业务对同步的不同需求，同步网成为分组交换网中必不可少的一个组成部分。许多业务的正常运行都要求精确时钟同步，即整个网络的各个设备之间的时间或频率差要保持在合理的误差水平内。

IEEE1588协议(IEEE制定的1588时间同步协议)是目前解决分组网络时间同步的较佳方案。IEEE1588协议也称为PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)，用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线系统中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步，其本身可用于设备之间的高精度时钟同步，在IEEE1588 V2(IEEE制定的1588时间同步协议v2版本)(2008)标准中阐述允许同步化精度到1纳秒，因此可以使基于以太网的分布式系统达到精确同步。

IEEE1588协议的主从时钟同步原理如下：

PTP协议定义了多种用于精确时间同步的报文类型：其中包括同步报文(Sync)、跟随报文(Follow_up)、延迟请求报文(Delay_Req)和延迟应答报文(Delay_Resp)。主时钟定期发送同步报文Sync，如果为两步模式，则会随后发送跟随报文Follow_Up，并在Follow_Up报文中通告同步报文Sync的实际发送时间T1；如果为单步模式，则在发送的同步报文Sync中即包含了报文实际发送时间T1，然后从时钟记录同步报文Sync的到达时间T2，从时钟在T3时刻发送时延请求报文Delay_Req，主时钟记录Delay_Req报文到达时间T4，并将时间T4通过延迟应答报文Delay_Resp发送给从时钟。根据T1、T2、T3和T4，可以计算得到两个时钟之间链路的时延值和时间偏差，据此调整从时钟的时间输出，从而实现主时钟和从时钟的网络时钟同步。

传统的使用PTP报文实现主、从同步的原理均是通过主、从时钟之间交互PTP同步报文并记录报文的收发时间，通过计算报文往返的时间差来计算主、从时钟之间的往返总延时，如果网络链路是对称的，即两个方向的传输延时相同，则往返总延时的一半就是单向延时，即为主、从时钟之间的时钟偏差。从时钟按照该偏差来调整本地时间，即可实现其与主时钟的同步。

虽然基于IEEE1588协议传统的同步方法可以同时实现频率同步和时间同步，同步精度高，可达亚微秒级，但是存在受限于链路的对称性的缺点，在非对称链路网络场景下该方法的使用效果会受到影响。此外，现有技术中主要都是通过软件实现PTP协议栈结合硬件处理报文时戳的方式完成IEEE1588同步系统。这在处理多业务端口时钟同步系统时，会随着业务端口数目及业务种类的增加导致CPU响应数目极大增加，从而耗费繁重的CPU负担，这些均会导致系统同步性能降低或产生高昂的CPU成本。再者，现有无线通信的应用场景中，在一些只能够通过PTP报文实现主从同步的设备中，其同步收敛的时间严重受传统方法中软件发送PTP报文速率低的制约，导致主、从时钟同步收敛缓慢。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种自动发送IEEE1588协议报文的控制方法及装置，能够减轻CPU处理同步报文的负荷，加快主、从设备的时钟同步收敛速度。

本发明提供的自动发送IEEE1588协议报文的控制方法，包括以下步骤：A、主设备通过对应端口内置的硬件自动PTP报文发送引擎，周期性地生成包含预留发送时戳字段和预留发送序列标识ID字段的同步简化报文，经修正序列标识ID值和插入发送时戳时间T1后形成同步报文，然后以组播的形式周期发送出去，对应的从设备接收该同步报文并记录接收时戳时间T2；B、从设备向主设备发送延迟请求Delay_Req报文，并记录发送时戳时间T3，主设备接收并解析该Delay_Req报文，记录接收该Delay_Req报文时的接收时戳时间T4，主设备将T4时戳时间嵌入至延迟应答Delay_Resp报文中，回复给对应的从设备，从设备收到Delay_Resp报文后，获得主设备的回复时戳时间信息T4；然后根据下列公式计算出线路时延值Delay和主从时钟的时间偏差Offset：Delay＝【(T2-T1)+(T4-T3)】/2；Offset＝【(T2-T1)-(T4-T3)】/2。