基于PTP帧的频率同步装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于PTP帧的频率同步装置及方法，涉及通信领域，该装置包括时钟单元、MAC接收单元、MAC发送单元、PTP帧处理单元和CPU，时钟单元包括时钟同步子单元，时钟同步子单元包括秒脉冲接收模块、秒脉冲发送模块和全局时钟处理模块；PTP帧处理单元包括PTP帧解析模块、PTP帧转发模块、PTP帧发送模块、PTP帧接收控制模块和PTP帧发送控制模块；MAC接收单元包括时戳接收处理模块，MAC发送单元包括时戳发送处理模块。本发明通过硬件与软件结合，能够完全独立于同步以太网进行频率同步。

主权项

一种基于PTP帧的频率同步装置，其特征在于：包括时钟单元、MAC接收单元、MAC发送单元、PTP帧处理单元和CPU；所述时钟单元，用于：为所有功能模块提供时钟，让所有功能模块正常工作，并在相应的功能模块里正确产生时戳；所述时钟单元包括时钟同步子单元，时钟同步子单元用于处理时钟，时钟同步子单元包括秒脉冲接收模块、秒脉冲发送模块和全局时钟处理模块；所述秒脉冲接收模块，用于：接收从外部输入的秒脉冲信号；所述秒脉冲发送模块，用于：发送秒脉冲信号；所述全局时钟处理模块，用于：产生IEEE1588功能实现中所用到的全局时钟；所述PTP帧处理单元，用于：解析并完成对PTP帧的接收与发送；所述PTP帧处理单元包括PTP帧解析模块、PTP帧转发模块、PTP帧发送模块、PTP帧接收控制模块和PTP帧发送控制模块；所述MAC接收单元包括时戳接收处理模块，MAC发送单元包括时戳发送处理模块；所述时戳接收处理模块，用于：在接收方向，从GE端口送来的以太网帧在MAC的入口位置产生一个接收时间戳，时间戳的标准时间源由时钟单元送过来，在以太网的帧头位置获得，将该时间戳作为帧的描述信息向下传送到PTP帧解析模块；所述时戳发送处理模块，用于：在发送方向，系统从以太网数据流中插入CPU组装的PTP帧，CPU通过描述信息向时戳发送处理模块表明哪个类型的PTP帧被采集时间戳；所述PTP帧解析模块，用于：对送来的所有以太网帧进行解析，判断是否为PTP帧，决定是否将此帧转发给CPU；所述PTP帧转发模块，用于：通过送来的描述信息识别PTP帧，将时间戳打包到PTP数据帧头，并放入缓存，同时发出中断信号，等待CPU来读取PTP帧；所述PTP帧接收控制模块，用于：将各个业务端口接收来的PTP帧通过轮询的方式，集中写到一个缓存里进行排队，然后向CPU发起中断，由CPU统一将所有端口的PTP帧读取并进行处理；所述PTP帧发送控制模块，用于：将CPU向各个端口发送的PTP帧进行缓存，然后按照端口号，写入各个发送端口的缓存中；所述PTP帧发送模块，用于：将CPU产生的PTP帧插入GE的数据流中；对PTP的组帧和封装，则由软件完成，再经由CPU转发至PTP帧发送模块；所述CPU，用于：读取PTP帧转发模块的PTP帧，并将PTP帧中的时间戳值进行记录用于计算；将组成的PTP帧转发至PTP帧发送模块；将提取出的时间戳值全部记录用于计算频率差并进行补偿：提取一个持续时间段中的PTP帧中的同步帧，从同步帧中获取时间戳值进行计算，得到频率偏移补偿值OUTPUT_DRIFT，并进行补偿。