[发明专利]一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统及方法

权利要求书

1.一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

包括本地时钟控制模块、时间同步状态机模块、PCF帧发送调度模块、物理层数据帧发送侦听模块、物理层数据帧接收侦听模块，其中：

本地时钟控制模块，用于维护本地时间，以纳秒级时间颗粒度计算高精度本地时间；

时间同步状态机模块，实现时间同步协议，控制MAC层及物理层的PCF帧发送及接收，并根据MAC层及物理层的PCF帧发送时间点信息计算MAC层数据帧发送延迟、物理层数据帧发送延迟，并根据所得数据计算透传时钟值；

PCF帧发送调度模块，侦听时间同步状态机模块发出的MAC层PCF帧发送信号，记录MAC层的PCF帧发送时间点信息；

物理层数据帧发送侦听模块：侦听PCF帧发送调度模块发出的物理层PCF帧发送信号，将当前本地时间写入发送时间点寄存器后获取物理层的PCF帧发送时间点信息，用于发送延迟的计算，同时生成数据帧接收有效信号；

物理层数据帧接收侦听模块，侦听物理层提供的数据帧接收有效信号，记录物理层接收处理时延。

2.根据权利要求1所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

PCF帧发送调度模块侦听时间同步状态机模块发出的MAC层的PCF帧信号，将当前本地时间Sys_clk写入派发时间点寄存器，获取MAC层的PCF帧发送时间点信息dispatch_pit_reg，用于计算发送延迟。

3.根据权利要求2所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

物理层数据帧发送侦听模块侦听物理层的PCF帧信号，将当前本地时间Sys_clk写入发送时间点寄存器，获取物理层的PCF帧发送时间点信息send_pit_reg，用于发送延迟的计算。

4.根据权利要求3所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

物理层数据帧接收侦听模块侦听物理层数据帧发送侦听模块输出的数据帧接收有效信号ETH_RX_DV，将当前本地时间Sys_clk写入接收时间点寄存器获取物理层侦听接收时间信息recv_pit_reg，用于物理层处理延迟的计算。

5.根据权利要求4所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

透传时钟值的动态捕获过程中，透传时钟值计算公式具体为：

transparent_delay＝send_delay+phy_delay；

式中，send_delay为MAC层数据帧发送延迟、phy_delay为物理层数据帧发送延迟。

6.根据权利要求5所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

MAC层的数据帧发送延迟send_delay计算公式具体为：

send_delay＝send_pit_reg-dispatch_pit_reg。

7.根据权利要求6所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量系统，其特征在于：

计算物理层数据帧发送延迟phy_delay，具体为：

phy_delay＝(recv_pit_reg-send_pit_reg)/2。

8.一种根据权利要求7所述的时间触发以太网透传时钟精确测量方法，其特征在于包括：

确定端系统MAC层的延迟开销；

确定端系统物理层的延迟开销；

确定端系统物理层及MAC层间的硬件延迟开销，完成透传时钟精确测量。

9.根据权利要求8所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量方法，其特征在于：

所述确定端系统MAC层的延迟开销，在MAC层发送PCF帧信号时，通过寄存器记录发送该PCF帧的发送时间点信息，确定端系统物理层的延迟开销，当端系统发送PCF帧至物理层时，侦听物理层的PCF帧发送时间点信息，通过寄存器记录该PCF帧发送至物理层时的发送时间点信息。

10.根据权利要求9所述的一种时间触发以太网透传时钟精确测量方法，其特征在于：

所述确定端系统MAC层、物理层间的硬件延迟开销，根据计算所得端系统MAC层的延迟开销、端系统物理层的延迟开销的时间点信息计算出MAC层、物理层的硬件延迟开销。