專利名稱：基于ieee1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及同步方法
基于IEEE1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及同步方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，采用從鐘冗余機(jī)制的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及同步方法。
背景技術(shù)：
在以太網(wǎng)中應(yīng)用的IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)，以精密時(shí)鐘協(xié)議(PTP)為傳播主鐘時(shí)序的手段，給網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供了一個(gè)時(shí)鐘同步方法，能夠真正做到亞微秒甚至更高的時(shí)鐘同步精度。
對(duì)于支持IEEE-1588對(duì)時(shí)的從鐘設(shè)備，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述，該類型設(shè)備歸類為普通時(shí)鐘，只有一個(gè)PTP端口。但是對(duì)于一些比較關(guān)鍵的設(shè)備，為了保證設(shè)備時(shí)鐘的可靠性與精度，常常會(huì)有這樣的需求至少有兩路時(shí)鐘同步通道，來(lái)保證一路通道異常的情況下，設(shè)備的時(shí)鐘系統(tǒng)還能正常的工作，異常的通道可以暫時(shí)退出運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)。對(duì)于IEEE-1588而言，就是需要這個(gè)設(shè)備作為從鐘，至少能夠接入兩路1588對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。另一方面，網(wǎng)絡(luò)分布的測(cè)量、控制設(shè)備的功能越來(lái)越強(qiáng)，所具有的網(wǎng)絡(luò)接口很多情況下都多于一個(gè)，在IEEE-1588 的應(yīng)用場(chǎng)合下，也存在接入多路1588對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的需求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于IEEE1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘同步的從鐘冗余，且能動(dòng)態(tài)快速切換，最優(yōu)選擇。
本發(fā)明的基于IEEE-1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)包括從鐘模塊，遵循IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)，至少為兩個(gè)，分別用與不同的1588主鐘通訊實(shí)現(xiàn)同止少；從鐘調(diào)度模塊，用于時(shí)鐘信息的存儲(chǔ)、時(shí)鐘調(diào)度和時(shí)鐘的切換，并輸出整個(gè)同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出；所述從鐘模塊的輸出連接到從鐘調(diào)度模塊，該從鐘調(diào)度模塊根據(jù)從鐘的運(yùn)行狀態(tài)，決定最終的時(shí)鐘輸出，所述從鐘模塊分別通過不同的網(wǎng)絡(luò)接口與不同網(wǎng)絡(luò)上的主鐘對(duì)時(shí)。
進(jìn)一步的，所述從鐘調(diào)度模塊包括順次通訊連接的 時(shí)鐘切換器，包括多路時(shí)鐘輸入接口和一路時(shí)鐘輸出接口 ；主鐘數(shù)據(jù)集，用于存儲(chǔ)每個(gè)從鐘模塊對(duì)應(yīng)主鐘的ANN00UNCE報(bào)文中的數(shù)據(jù)； 時(shí)鐘調(diào)度器，用于選擇一個(gè)最優(yōu)從鐘并控制時(shí)鐘切換器將該最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出作為時(shí)鐘切換器的輸出，也就是整個(gè)同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。
進(jìn)一步的，所述最優(yōu)從鐘是主鐘數(shù)據(jù)集中選出的最優(yōu)主鐘所在條目對(duì)應(yīng)的從鐘。
本發(fā)明的基于IEEE-1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步方法包括以下步驟(1)系統(tǒng)開始運(yùn)行后，當(dāng)一個(gè)從鐘模塊進(jìn)入同步狀態(tài)，把該從鐘模塊進(jìn)行同步的1588 主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中，從鐘調(diào)度模塊篩選并輸出最優(yōu)從鐘，整個(gè)同步系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)；(2)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)某個(gè)從鐘失去同步狀態(tài)，從鐘調(diào)度模塊重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，并將該最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出作為同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中從鐘已經(jīng)進(jìn)入了同步狀態(tài)是指，從鐘模塊進(jìn)入 IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的SLAVE狀態(tài)，并且收斂到一定的精度以后，認(rèn)為從鐘已經(jīng)進(jìn)入了同步狀態(tài)。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中把從鐘模塊進(jìn)行同步的1588主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中是，把1588主鐘的ANNOUNCE報(bào)文中的信息保存到主鐘數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)的條目里。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)中把從鐘模塊進(jìn)行同步的1588主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或者是通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行，時(shí)鐘調(diào)度器逐個(gè)比較主鐘數(shù)據(jù)集里面保存的主鐘信息，篩選出最優(yōu)從鐘，再把時(shí)鐘切換器的輸出切換為最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)。
進(jìn)一步的，所述最優(yōu)主鐘的篩選是根據(jù)1588標(biāo)準(zhǔn)中描述的BMC算法進(jìn)行的，最優(yōu)主鐘所對(duì)應(yīng)的從鐘為最優(yōu)從鐘。
進(jìn)一步的，所述步驟(2)中從鐘失去同步狀態(tài)是，當(dāng)某個(gè)從鐘所在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或者所在網(wǎng)絡(luò)上的主鐘發(fā)生故障，從而導(dǎo)致該從鐘的同步精度變大到一定門檻，或者是從鐘離開了 IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的SLAVE狀態(tài)。
進(jìn)一步的，所述步驟(2)中把對(duì)應(yīng)主鐘數(shù)據(jù)集中的主鐘條目清空，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行，時(shí)鐘調(diào)度器會(huì)重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，控制時(shí)鐘切換器把其時(shí)鐘輸出作為系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出，整個(gè)時(shí)鐘切換的過程中系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)；如果主鐘數(shù)據(jù)集中的所有條目都為空，則無(wú)最優(yōu)從鐘，則關(guān)閉從鐘切換器的輸出，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入失步狀態(tài)。
本發(fā)明的基于IEEE1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)包含多個(gè)1588從鐘和一個(gè)從鐘調(diào)度模塊，每個(gè)1588從鐘遵循IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，兼容IEEE-1588對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，共同完成最優(yōu)從鐘的選擇以及最終的同步時(shí)鐘輸出，能夠獲得最優(yōu)的時(shí)鐘同步結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)快速的主鐘切換，最大限度的提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)鐘同步的可靠性與精度，且能夠和基于IEEE-1588 標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘同步的網(wǎng)絡(luò)完全兼容，適用于任何具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口、有從鐘冗余同步需求的設(shè)備。
本發(fā)明的基于IEEE1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步方法，從鐘調(diào)度模塊發(fā)生時(shí)鐘切換的過程中，整個(gè)系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)，只要還有一個(gè)從鐘處于同步狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)失步，也不會(huì)發(fā)生同步、失步來(lái)回切換這種現(xiàn)象，使時(shí)鐘同步系統(tǒng)達(dá)到了較高的穩(wěn)定性，且實(shí)現(xiàn)了從鐘的冗余；系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)或者是主鐘故障，使從鐘失步，導(dǎo)致從鐘調(diào)度器發(fā)生時(shí)鐘切換時(shí)，由于后來(lái)被選中的從鐘已經(jīng)處于同步狀態(tài)，也就是該從鐘的時(shí)鐘已經(jīng)相對(duì)于對(duì)應(yīng)主鐘經(jīng)過了收斂過程，達(dá)到了一定的精度，當(dāng)切換發(fā)生后，系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出也就達(dá)到了一定的精度，實(shí)現(xiàn)了從鐘的快速切換。


圖1是實(shí)施例中雙網(wǎng)冗余從鐘原理圖；圖2是實(shí)施例中從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器工作流程圖。
具體實(shí)施方式
基于IEEE-1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)如圖1所示，系統(tǒng)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上部署一個(gè)1588從鐘模塊，分別接受不同網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)鐘同步信息。部署一個(gè)時(shí)鐘調(diào)度模塊，負(fù)責(zé)管理所有的從鐘，控制調(diào)度時(shí)鐘同步系統(tǒng)最終的同步結(jié)果輸出。
系統(tǒng)具有的多個(gè)1588從鐘，形成冗余的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，每個(gè)從鐘都擁有獨(dú)立的需要進(jìn)行同步的時(shí)鐘和時(shí)鐘輸出，每個(gè)從鐘模塊的實(shí)現(xiàn)，以及與其聯(lián)網(wǎng)的1588主鐘之間的同步過程和協(xié)議，遵循IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于僅具備從鐘運(yùn)行模式的普通時(shí)鐘的描述，從鐘模塊的外部行為兼容于IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)運(yùn)行期，每個(gè)從鐘模塊都會(huì)把自己的時(shí)鐘同步并收斂到所接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的最優(yōu)主鐘。
從鐘調(diào)度模塊對(duì)所有從鐘進(jìn)行管理，該模塊由時(shí)鐘切換器、時(shí)鐘調(diào)度器和主鐘數(shù)據(jù)集三個(gè)子模塊組成1)時(shí)鐘切換器具備多路時(shí)鐘輸入接口，一路時(shí)鐘輸出接口，同時(shí)具備控制接口。通過時(shí)鐘切換器的控制接口可以選擇輸入中的一路輸出到輸出接口。每個(gè)1588從鐘的時(shí)鐘輸出分別連接到時(shí)鐘切換器不同的輸入接口。
2)主鐘數(shù)據(jù)集每個(gè)從鐘模塊對(duì)應(yīng)該數(shù)據(jù)集中的一個(gè)條目。每個(gè)條目存儲(chǔ)的是一個(gè)主鐘的ANNOUNCE報(bào)文中包含的全部信息。
3)時(shí)鐘調(diào)度器時(shí)鐘調(diào)度器通過IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)描述的BMC算法，從主鐘數(shù)據(jù)集中選擇一個(gè)最優(yōu)的主鐘，該主鐘所在條目對(duì)應(yīng)的從鐘，被認(rèn)為是該時(shí)鐘同步系統(tǒng)中的最優(yōu)從鐘，控制時(shí)鐘切換器，把這個(gè)最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出作為時(shí)鐘切換器的輸出，也就是整個(gè)同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。
各個(gè)從鐘與從鐘調(diào)度模塊的關(guān)系，從鐘調(diào)度模塊內(nèi)部子模塊的關(guān)系見圖1。
系統(tǒng)開始運(yùn)行后，當(dāng)一個(gè)從鐘模塊進(jìn)入IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的 SLAVE狀態(tài)，并且收斂到一定的精度以后(應(yīng)用環(huán)境的不同精度要求也不一樣)，認(rèn)為從鐘已經(jīng)進(jìn)入了同步狀態(tài)，此時(shí)把該從鐘模塊進(jìn)行同步的1588主鐘的ANNOUNCE報(bào)文中的信息保存到主鐘數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)的條目里，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或者是通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行。時(shí)鐘調(diào)度器逐個(gè)比較主鐘數(shù)據(jù)集里面保存的主鐘信息，篩選出最優(yōu)從鐘，然后把時(shí)鐘切換器的輸出切換為最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出，也就是整個(gè)時(shí)鐘同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)。
系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)某個(gè)從鐘所在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或者所在網(wǎng)絡(luò)上的主鐘發(fā)生故障，從而導(dǎo)致該從鐘的同步精度變大到一定門檻，或者是從鐘離開了 IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的SLAVE狀態(tài)，認(rèn)為從鐘失去同步狀態(tài)，此時(shí)把對(duì)應(yīng)主鐘數(shù)據(jù)集中的主鐘條目清空，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行， 時(shí)鐘調(diào)度器會(huì)重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，控制時(shí)鐘切換器把其時(shí)鐘輸出作為系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出，整個(gè)時(shí)鐘切換的過程中系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)。如果主鐘數(shù)據(jù)集中的所有條目都為空， 則無(wú)最優(yōu)從鐘，則關(guān)閉從鐘切換器的輸出，認(rèn)為整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入失步狀態(tài)。
由于從鐘調(diào)度模塊會(huì)從所有的同步狀態(tài)從鐘的輸出中計(jì)算出一個(gè)最優(yōu)的，所以該時(shí)鐘同步系統(tǒng)具備較高的同步精度。從鐘調(diào)度模塊發(fā)生時(shí)鐘切換的過程中，整個(gè)系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)，只要還有一個(gè)從鐘處于同步狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)失步，也不會(huì)發(fā)生同步、 失步來(lái)回切換這種現(xiàn)象，所以該時(shí)鐘同步系統(tǒng)達(dá)到了較高的穩(wěn)定性以及冗余的目的。
系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)或者是主鐘故障，使從鐘失步，導(dǎo)致從鐘調(diào)度器發(fā)生時(shí)鐘切換時(shí)，由于后來(lái)被選中的從鐘已經(jīng)處于同步狀態(tài)，也就是該從鐘的時(shí)鐘已經(jīng)相對(duì)于對(duì)應(yīng)主鐘經(jīng)過了收斂過程，達(dá)到了一定的精度，當(dāng)切換發(fā)生后，系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出也就達(dá)到了一定的精度，所以該時(shí)鐘同步系統(tǒng)達(dá)到了快速切換的目的。
時(shí)間同步系統(tǒng)基于IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)完全兼容，且適用于任何具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口、有從鐘冗余需求的設(shè)備。
一、以圖1所示的雙網(wǎng)冗余時(shí)鐘同步系統(tǒng)為例，結(jié)合具體的軟硬件環(huán)境對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
1、硬件架構(gòu)CPU采用TI的TMS320DM642，CPU集成的EMAC加外掛的DP83640類型的PHY構(gòu)成一路以太網(wǎng)，CPU外掛AX88196的MAC加DP83640構(gòu)成另一路以太網(wǎng)。兩顆 DP83640的GPPI0J)分別接入到CPU的外部中斷3和外部中斷4。DP83640是支持IEEE-1588 的PHY，內(nèi)部集成1588精密時(shí)鐘，能夠捕獲1588相關(guān)報(bào)文，生成基于內(nèi)部的精密時(shí)鐘的報(bào)文時(shí)標(biāo)。
2、從鐘的實(shí)現(xiàn)設(shè)置PHY的GPI0_0，使其每秒根據(jù)內(nèi)部的精密時(shí)鐘，產(chǎn)生一個(gè)秒脈沖，所以CPU的中斷管腳上，每秒都會(huì)有一個(gè)秒脈沖中斷信號(hào)。兩個(gè)1588從鐘軟件模塊分別運(yùn)行兩路以太網(wǎng)上，和所處的網(wǎng)絡(luò)上的主鐘同步上以后，調(diào)整PHY內(nèi)部的精密時(shí)鐘，使之和主鐘同步。1588從鐘軟件上的實(shí)現(xiàn)方法，可以參考IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)，這里不再贅述。因?yàn)槊總€(gè)從鐘都利用了一顆DP83640，所以都具備獨(dú)立的時(shí)鐘，即DP83640上的精密時(shí)鐘；同時(shí)具備時(shí)鐘輸出，即DP83640的GPIO上配置的秒脈沖輸出，以及該芯片可以被訪問的內(nèi)部時(shí)間寄存器。
3、從鐘調(diào)度模塊的三個(gè)子模塊的實(shí)現(xiàn)。
1)主鐘數(shù)據(jù)集，就是以1588協(xié)議中ANNOUNCE報(bào)文為單位存儲(chǔ)的一個(gè)數(shù)組，包含兩個(gè)元素，分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)1588從鐘。
2)時(shí)鐘調(diào)度器，該調(diào)度器用一個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其處理流程參考圖2。由于該函數(shù)可能被多個(gè)從鐘同時(shí)調(diào)用，所以該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該注意臨界區(qū)的保護(hù)。
3)時(shí)鐘切換器，由于兩個(gè)從鐘同步后的時(shí)鐘輸出接到兩個(gè)CPU的外部中斷管腳上，所以通過軟件分別控制CPU對(duì)這兩個(gè)中斷信號(hào)的使能狀態(tài)，來(lái)達(dá)到時(shí)鐘切換的目的。被關(guān)閉的中斷信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生中斷，被輸出的時(shí)鐘，產(chǎn)生中斷。CPU響應(yīng)這個(gè)開啟的秒脈沖中斷， 也就得到了時(shí)鐘同步系統(tǒng)的同步輸出。
4)時(shí)鐘輸出的方法有多種，這里只是舉了個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果需要微秒以及更高的同步精度，可以把這兩個(gè)時(shí)鐘輸出秒脈沖信號(hào)接入到FPGA進(jìn)行后續(xù)處理。秒脈沖的輸出為秒以下時(shí)間單位提供了同步機(jī)制，秒以及秒以上的時(shí)間，可以從對(duì)應(yīng)的PHY里面讀取，或者是直接從對(duì)應(yīng)從鐘的相關(guān)通訊報(bào)文中獲取，方法多樣，這里不再贅述。
二、以圖1所示的雙網(wǎng)冗余時(shí)鐘同步系統(tǒng)為例，基于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)冗余及切換行為分析假設(shè)主鐘的優(yōu)先級(jí)為A1>A2>B1>B2。在所有主鐘上線以后的正常運(yùn)行過程中，由于主鐘 Al的優(yōu)先級(jí)最高，所以從鐘A的時(shí)鐘輸出會(huì)被調(diào)度作為最終的同步結(jié)果輸出。
如果網(wǎng)絡(luò)B發(fā)生故障，或主鐘Bi、B2離線，從鐘B進(jìn)入失步狀態(tài)，雖然觸發(fā)了從鐘調(diào)度模塊更新數(shù)據(jù)并執(zhí)行了相關(guān)操作，但是系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出還是從鐘A的輸出，沒有發(fā)生變化，所以對(duì)系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出沒有影響。
如果網(wǎng)絡(luò)A發(fā)生故障，或主鐘Al、A2離線，從鐘A進(jìn)入失步狀態(tài)，觸發(fā)從鐘調(diào)度模塊更新數(shù)據(jù)并執(zhí)行相關(guān)操作。然后由于主鐘Bl的優(yōu)先級(jí)最高，從鐘B的時(shí)鐘輸出會(huì)被調(diào)度輸出到系統(tǒng)時(shí)間。由于從鐘B的時(shí)鐘已經(jīng)和主鐘Bl同步，切換之前從鐘B的時(shí)鐘輸出相對(duì)于主鐘Bi，已經(jīng)經(jīng)過了收斂的過層，達(dá)到了一定的同步精度，則切換以后冗余系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出不再有收斂過層，這樣就達(dá)到了動(dòng)態(tài)、冗余、快速切換的目的。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)A做完維護(hù)通訊恢復(fù)以后，從鐘A的時(shí)鐘經(jīng)過一段時(shí)間的收斂，達(dá)到一定精度以后，會(huì)進(jìn)入同步狀態(tài)，然后觸發(fā)從鐘調(diào)度模塊更新數(shù)據(jù)并執(zhí)行相關(guān)操作，于是從鐘A的時(shí)鐘會(huì)被選擇并輸出。在整個(gè)故障、恢復(fù)的過程中，整個(gè)系統(tǒng)一直處于一定精度下的同步狀態(tài)，極大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種基于IEEE-1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，其特征在于，包括從鐘模塊，遵循IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)，至少為兩個(gè)，分別用于與不同的1588主鐘通訊實(shí)現(xiàn)同止少；從鐘調(diào)度模塊，用于時(shí)鐘信息的存儲(chǔ)、時(shí)鐘調(diào)度和時(shí)鐘的切換，并輸出整個(gè)同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出；所述從鐘模塊的輸出連接到從鐘調(diào)度模塊，該從鐘調(diào)度模塊根據(jù)從鐘的運(yùn)行狀態(tài)，決定最終的時(shí)鐘輸出，所述從鐘模塊分別通過不同的網(wǎng)絡(luò)接口與不同網(wǎng)絡(luò)上的主鐘對(duì)時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述從鐘調(diào)度模塊包 時(shí)鐘切換器，包括多路時(shí)鐘輸入接口和一路時(shí)鐘輸出接口 ；主鐘數(shù)據(jù)集，用于存儲(chǔ)每個(gè)從鐘模塊對(duì)應(yīng)主鐘的ANN00UNCE報(bào)文中的數(shù)據(jù)； 時(shí)鐘調(diào)度器，用于選擇一個(gè)最優(yōu)從鐘并控制時(shí)鐘切換器將該最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出作為時(shí)鐘切換器的輸出，也就是整個(gè)同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述最優(yōu)從鐘是主鐘數(shù)據(jù)集中選出的最優(yōu)主鐘所在條目對(duì)應(yīng)的從鐘。
4.一種基于IEEE-1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)系統(tǒng)開始運(yùn)行后，當(dāng)一個(gè)從鐘模塊進(jìn)入同步狀態(tài)，把該從鐘模塊進(jìn)行同步的1588 主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中，從鐘調(diào)度模塊篩選并輸出最優(yōu)從鐘，整個(gè)同步系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)；(2)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)某個(gè)從鐘失去同步狀態(tài)，從鐘調(diào)度模塊重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，并將該最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出作為同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中從鐘已經(jīng)進(jìn)入了同步狀態(tài)是指，從鐘模塊進(jìn)入IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的SLAVE狀態(tài)，并且收斂到一定的精度以后，認(rèn)為從鐘已經(jīng)進(jìn)入了同步狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中把從鐘模塊進(jìn)行同步的 1588主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中是，把1588主鐘的ANNOUNCE報(bào)文中的信息保存到主鐘數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)的條目里。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中把從鐘模塊進(jìn)行同步的 1588主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或者是通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行，時(shí)鐘調(diào)度器逐個(gè)比較主鐘數(shù)據(jù)集里面保存的主鐘信息，篩選出最優(yōu)從鐘，再把時(shí)鐘切換器的輸出切換為最優(yōu)從鐘的時(shí)鐘輸出，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述最優(yōu)主鐘的篩選是根據(jù)1588標(biāo)準(zhǔn)中描述的BMC算法進(jìn)行的，最優(yōu)主鐘所對(duì)應(yīng)的從鐘為最優(yōu)從鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中從鐘失去同步狀態(tài)是，當(dāng)某個(gè)從鐘所在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，或者所在網(wǎng)絡(luò)上的主鐘發(fā)生故障，從而導(dǎo)致該從鐘的同步精度變大到一定門檻，或者是從鐘離開了 IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)所描述的從鐘狀態(tài)機(jī)中的SLAVE狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中把對(duì)應(yīng)主鐘數(shù)據(jù)集中的主鐘條目清空，然后產(chǎn)生從鐘狀態(tài)切換事件，調(diào)用或通知從鐘調(diào)度模塊的時(shí)鐘調(diào)度器執(zhí)行，時(shí)鐘調(diào)度器會(huì)重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，控制時(shí)鐘切換器把其時(shí)鐘輸出作為系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出，整個(gè)時(shí)鐘切換的過程中系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)；如果主鐘數(shù)據(jù)集中的所有條目都為空， 則無(wú)最優(yōu)從鐘，則關(guān)閉從鐘切換器的輸出，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入失步狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于IEEE1588冗余從鐘的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及同步方法，同步方法中系統(tǒng)開始運(yùn)行后，當(dāng)一個(gè)從鐘模塊進(jìn)入同步狀態(tài)，把該從鐘模塊進(jìn)行同步的1588主鐘信息保存到從鐘調(diào)度模塊中，從鐘調(diào)度模塊篩選并輸出最優(yōu)從鐘，同步系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)；系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)某個(gè)從鐘失去同步狀態(tài)，從鐘調(diào)度模塊重新選出一個(gè)最優(yōu)從鐘，并輸出作為同步系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出；本發(fā)明發(fā)生時(shí)鐘切換時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)一直處于同步狀態(tài)，只要有一個(gè)從鐘處于同步狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)失步，不會(huì)發(fā)生同步、失步來(lái)回切換，實(shí)現(xiàn)了從鐘的冗余，且提高了穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H04J3/06GK102523066SQ20111043810
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者包偉, 徐云松, 李曉朋, 李 杰, 沈沉, 王定國(guó), 陳玉峰 申請(qǐng)人:許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團(tuán)有限公司