[发明专利]通用全硬件一步式1588的时钟同步装置及方法

摘要

一种通用全硬件一步式1588的时钟同步装置及方法，其装置包括组帧模块，MAC发送控制模块，MAC接收控制模块，解析模块，时间戳生成模块，先入先出队列时间戳FIFO模块，本地时钟模块，偏差计算模块和时间戳插入模块。本发明方法的步骤为：记录时间戳信息，识别同步报文，存入时间戳信息，识别同步广播报文Sync，插入时间戳信息，计算主从时钟时间偏差，校正从时钟时间。本发明采用纯硬件一步式的同步方法，利用数据链路层MAC与物理层PHY间的精简吉比特介质独立接口RGMII处数据有效信号ctrl，采集精确时间戳信息，提高了系统的通用性与同步精度。

主权项

1.一种通用全硬件一步式1588的时钟同步装置，其特征在于，包括组帧模块，MAC发送控制模块，MAC接收控制模块，解析模块，时间戳生成模块，先入先出队列时间戳FIFO模块，本地时钟模块，偏差计算模块，时间戳插入模块；所述组帧模块输出端与MAC发送控制模块输入端相连；MAC发送控制模块输出端与解析模块输入端相连；解析模块输出端与时间戳生成模块输入端相连；时间戳生成模块输出端与先入先出队列时间戳FIFO模块输入端相连；先入先出队列时间戳FIFO模块输出端与偏差计算模块输入端相连；先入先出队列时间戳FIFO模块输出端与时间戳插入模块输入端相连；偏差计算模块输出端与本地时钟模块输入端相连；本地时钟模块输出端与PTP时间戳生成模块输入端相连；MAC接收控制模块与外部输入端相连；其中，时间戳生成模块包括采集时间戳模块和精简吉比特介质独立接口RGMII，其中，精简吉比特介质独立接口RGMII连接MAC发送、接收控制模块与PHY层；所述组帧模块，用于PTP同步事件帧的组帧工作，组帧模块下发送位宽为32比特的PTP帧数据供MAC发送控制模块处理；所述MAC发送控制模块，用于将PTP组帧模块的数据封装成以太网帧，转换成适合RGMII接口的数据，并下发到PHY层进行传递；所述MAC接收控制模块，用于接收PHY层传递过来的以太网帧，校验接收到的帧是否出错，将正确接收的以太网帧提交给上层；所述时间戳生成模块，用于记录以太网帧到达产生的时间戳信息；所述解析模块，用于判断过滤以太网帧的包头信息中类型域字段是否为“0x88f7”，若是，时间戳生成模块将以太网帧到达产生的时间戳信息写入先入先出队列时间戳FIFO模块中，否则，时间戳生成模块将以太网帧到达产生的时间戳信息丢弃；所述先入先出队列时间戳FIFO模块，用于缓存时间戳生成模块送入的有效时间戳，便于偏差计算模块与时间戳插入模块读取时间戳信息；所述本地时钟模块，用于向时间戳生成模块提供精确的纳秒级时间；所述时间戳插入模块，用于将先入先出队列时间戳FIFO模块中时间戳信息，插入到同步广播报文Sync帧结构的时间戳字段中；所述偏差计算模块，用于从时间戳FIFO模块读取4个同步报文时间戳，计算出主从时钟的时间偏差；然后，将时间偏差传递给本地时钟模块，完成从时钟校正功能。