[发明专利]多子系统设备的时间同步方法及子系统

说明书

技术领域

本发明涉及时间同步技术领域，具体涉及多子系统设备的时间同步方法及子系统。

背景技术

精确时间协议(PTP，Precision Time Protocol)是电子电气工程师协会(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)1588及IEEE802.1AS组织提出的一种高精度时间同步协议。总体来说，PTP大致可以划分为两大功能模块，分别是：

1)同步生成树模块；

2)同步功能模块。

前者完成生成树的计算，后者在生成树的基础上通过一定的消息交互计算网络传输造成的延时，以及本地时钟频率与最优时钟(GM，Grand Master)频率的比值，最终算得本地时钟与GM的时间偏差，进而调整本地时钟时间达到时间同步。同时，本地时钟频率也通过比值进行调整以达到频率共振。

以下给出PTP中的一些基本概念：

时钟，指能够对从某一纪元起至今所流逝的时间进行度量的设备，本协议中特指参与PTP协议运算的计时设备。

域，PTP所能影响的最大范围，超过该范围的时钟可以不同步或/且不共振。

边界时钟(BC，Boundary Clock)，在一个PTP域内连接了多个PTP端口的时钟。

普通时钟(OC，Ordinary Clock)，在一个PTP域内仅连接了一个PTP端口的时钟。

透明时钟(TC，Transparency Clock)，在PTP域内的一种时钟，负责测量PTP事件(Event)消息经过时所消耗的时间，并以该时间更新Event消息，使接收到该消息的节点能够感知在TC上产生的时间差。

GM，指PTP域中同步时间的最终提供者。

主时钟，指在一条通信路径中的时间源提供者，该时钟在另一条通信路径中可能是从时钟。

从时钟，指在一条通信路径中的同步时间接收者，该时钟在另一条通信路径中可能是主时钟。

主端口，某个通信路径中的主时钟通往其从时钟的端口。

从端口，某个通信路径中的从时钟通往其主时钟的端口。

单步时钟，通过一个Event消息传递时间信息的时钟。

双步时钟，通过一个Event消息及一个后续常规消息传递时间信息的时钟。

同步时钟，完成时间同步即，绝对时间一致的时钟。

共振时钟，完成频率共振即，相同时间的脉冲数相同的时钟。

PTP消息可分为两种类型，分别是Event消息和常规消息。Event消息在发送和接收时，硬件需要为其记录时间戳。

Event消息包括四个子类型：

1)同步(Sync)消息

请求响应(Req_Resp)机制及端延迟(Peer_Delay)机制的公共消息，是时间同步的起始消息，由主时钟发送，用于发起时间同步。

2)延时请求(Delay_Req)消息

Req_Resp机制的消息之一，由从时钟发送，用于算得反向传播延时。

3)端延时请求(Pdelay_Req)消息

Peer_Delay机制的消息之一，由从时钟发送，用于算得传播延时。

4)端延时响应(Pdelay_Resp)消息

Peer_Delay机制的消息之一，主时钟响应从时钟的Pdelay_Req时发送，用于从时钟算得传播延时。

常规消息包括六个子类型：

1)通告(Announce)消息

用于形成同步分层结构，即确定GM、主时钟、从时钟、主端口及从端口。

2)紧随(Follow_Up)消息

Req_Resp机制及Peer_Delay机制的公共消息，双步时钟中随Sync消息发出，携带Sync消息的发送时间点t1，之所以使用该消息，主要是为解决某些芯片无法保证发送报文的同时提供高精度的时间戳的问题。

3)延时响应(Delay_Resp)消息

Req_Resp机制的消息之一，主时钟响应从时钟的Delay_Req时发送，用于从时钟算得反向路径延时。

4)端延时响应紧随(Pdelay_Resp_Follow_Up)消息

Peer_Delay机制的消息之一，主时钟紧随Pdelay_Resp消息发送，用于从时钟算得传播延时。

5)管理(Management)消息

用于管理的消息。

6)信号(Signaling)消息

用于信号指示的消息。