[发明专利]网络设备的软件控制时钟同步

说明书

同步通信系统包括多个网络通信设备，其中一个被指定为根设备而其他被指定为从设备。每个网络通信设备包括一个或多个端口和通信电路，该通信电路处理由一个或多个端口接收的通信信号以便从每个信号恢复相应的远程时钟。同步电路集成在根设备中并提供根时钟信号，其通过时钟链路传送到从设备。主机处理器选择网络通信设备之一的端口之一作为主端口，找到根时钟信号与从主端口恢复的相应远程时钟之间的时钟差，并响应于时钟差输出使同步电路调整根时钟信号的控制信号。

技术领域

本发明总体上涉及用于网络通信的系统和方法，尤其涉及网络设备的时钟同步。

背景技术

网络设备之间的时钟同步在许多网络应用中使用，例如在网络中的一组节点需要在组内保持一致、准确、稳定的时钟的应用中。使用同步时钟值的另一应用是测量设备之间的延迟。如果时钟不同步，则产生的延迟测量将不准确。许多应用中的同步要求极其严格。例如，ITU-T建议G.8273.2允许电信边界时钟之间的最大同步误差为30ns。

同步以太网(SyncE)是国际电信联盟电信(ITU-T)标准化部门的计算机网络标准，其有助于通过以太网物理层传输时钟信号。特别是，SyncE使网络内部的时钟与主时钟同步。每个网络设备，例如交换机、网络接口卡(NIC)或路由器，都需要从接收自时钟源的高速数据中恢复主时钟，并将恢复的主时钟用于自己的数据传输。以这种方式，主时钟在整个网络中传播。

美国专利10,778,406描述了一种用于网络设备之间精确合成时钟同步的技术，该专利的公开内容通过引用并入本文。在该专利中，网络设备包括被配置为生成时钟信号的频率生成电路、被配置为基于时钟信号生成本地时钟的锁相环、以及被配置为从相应远程时钟接收相应数据流的多个接收器。多个接收器中的每个接收器被配置为从相应的数据流中恢复远程时钟。控制器被配置为将多个接收器之一恢复的远程时钟识别为主时钟，找到识别的远程时钟和本地时钟之间的时钟差，并响应于时钟差向频率生成电路提供控制信号，其使频率生成电路调整时钟信号，以迭代减小时钟差的绝对值。

发明内容

下面描述的本发明的实施方式提供了用于时钟同步的改进方法和设备。

因此，根据本发明的实施方式，提供了一种同步通信系统，包括多个网络通信设备，包括被指定为根设备的一个网络通信设备和被指定为从设备的一个或多个其他网络通信设备。每个网络通信设备包括一个或多个端口，其被配置为通过相应的网络链路发送和接收相应的通信信号，通信电路，其被配置为处理由所述一个或多个端口接收的所述通信信号，以便从每个所述通信信号中恢复相应的远程时钟。同步电路集成在所述根设备中，并且被配置为向所述根设备中的所述通信电路提供根时钟信号。时钟链路被耦合以将所述根时钟信号从所述根设备传送到所述从设备，以用作所述从设备中的所述通信电路的本地时钟信号。主机处理器通过控制链路耦合到所述网络通信设备，并由软件驱动以选择所述网络通信设备之一的所述端口之一作为主端口，以找到所述根时钟信号以及从所述主端口恢复的所述相应远程时钟之间的时钟差，并响应于所述时钟差输出使所述同步电路调整所述根时钟信号的控制信号。

在公开的实施方式中，所述主机处理器被配置为从所述根设备和所述从设备两者的所述端口中选择所述主端口。

在一个实施方式中，所述时钟链路包括独立于所述网络链路互连所述网络通信设备的电缆。在一些实施方式中，所述时钟链路被配置为将所述根时钟信号从所述根设备传送到所述从设备中的第一个并且从所述从设备中的第一个串行传送到所述从设备中的第二个。附加地或替代地，所述时钟链路被配置为将所述根时钟信号从所述根设备并行传送到所述从设备中的至少第一个和第二个。

在公开的实施方式中，所述网络通信设备包括网络接口控制器(NIC)和/或网络交换机。附加地或替代地，该系统包括将所述主机处理器连接到所述网络通信设备的外围组件总线，其中所述控制链路在所述外围组件总线上实现。