[发明专利]基于AS6802标准的交换设备时钟同步装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于AS6802标准的交换设备时钟同步装置及方法，其装置包括接收先入先出队列FIFO模块，帧解析模块，接收侦听模块，固化模块，压缩模块，团检测模块，时钟模块和帧合成模块。方法包括：数据缓存，侦听到达时间以及帧解析，获取固化时间，获取压缩时间，检测团结，校准时钟，帧合成。本发明在以太网中存在某些时钟偏差大的交换设备情况下，解决了交换设备频繁失步的问题，提高了交换设备时钟同步的稳定性，同时在接收到以太网中未同步交换设备时间信息的情况下，解决了交换设备发生假同步的问题，提高了交换设备时钟同步的可靠性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及以太网技术领域中的一种基于美国机动车工程学会SAE AS6802(Society of Automotive Engineers)标准的交换设备时钟同步装置及方法。本发明按照美国机动车工程学会SAE AS6802(Society of AutomotiveEngineers)标准对交换设备进行时钟校准，用于以太网中交换设备的时钟同步，同时保障交换设备间的无冲突同步通信。

背景技术

随着系统日益庞大复杂，分布化程度越来越高，诸多领域对网络的实时性和确定性有了更高要求，时钟同步协议的研究与实现也越来越重要。在同步协议的发展史上主要有：网络时间协议NTP(Network Time Protocol)、简单网络时间协议SNTP(Simple NetworkTime Protocol)、精确时钟同步协议标准IEEE1588和美国机动车工程学会SAE AS6802(Society of Automotive Engineers)标准。其中网络时间协议NTP采用纯软件实现，时钟同步精度低；简单网络时间协议SNTP实现简单、安装方便、成本较低且无需硬件支持，但只适用于同步精度要求不高的场合；精确时钟同步协议标准IEEE1588标准是以传输线路的对称性为前提进行的延时测量,如果系统规模庞大结构复杂，网络的对称性就会变差，同步精度就会降低，同时系统节点数量庞大会使网络延迟的计算量很大，对以太网交换设备运算和处理数据的要求很高；美国机动车工程学会SAE AS6802(Society of AutomotiveEngineers)标准中采用“透明时钟+固化函数”相结合的方法，使得网络延迟时间的计算简单精确，同时网络延迟计算量受网络节点数目的影响很小。此外，美国机动车工程学会SAEAS6802(Society of Automotive Engineers)标准中定义的压缩函数及同步服务都是可容错的，即集群中出现有限数目的故障节点时，仍可以实现集群中节点间的时钟同步。

黄韬在其发表的论文“TTE时间同步协议关键算法研究和仿真分析”(中航工业西安航空计算技术研究所，2014.05)中公开了一种基于美国机动车工程学会SAE AS6802(Society of Automotive Engineers)标准的时间同步方法。该方法实施步骤是：第一，当收到各个链路上的不同同步帧后，集中控制器CM对这些同步帧的接收时间点进行时序保持算法，消除各个链路传输时延不同引入的时延误差，以恢复同步帧的接收顺序与其发送顺序一致；第二，对这些同步帧所包含的时间信息进行集中处理，取得折中的时间点；第三，将得到的折中的时间点与集中控制器CM预设时间点计算差值，并根据计算出的差值，校准集中控制器CM的本地时钟，完成集中控制器CM的时钟同步。该方法存在的不足之处是，由于以太网中存在某些时钟偏差大的交换设备，而导致待同步交换设备频繁失步的问题，使该同步方法不能用于时间触发以太网的网络场景，同时，由于该同步方法中没有结团检测机制，使其无法保证同步网络的可靠性。