基于IEEE 1588标准的时钟透明传输装置及方法

摘要

本发明提供了一种基于IEEE 1588标准的时钟透明传输装置及方法，主要解决现有技术中使用各类专用芯片导致的连接关系复杂、功能单一，报文交换速率低，协议不可升级，端口数量不便于扩展的问题。其实现方案是：判断到达的以太网帧是否为PTP事件帧并对PTP事件帧打时间戳；提取PTP事件帧的纠正域字段内容；暂存时间戳及纠正字段内容；对所有以太网帧完成分组交换；记录PTP事件帧离开本节点的时间戳；计算新的纠正域字段值并写入到PTP事件帧对应字段；完成所有以太网帧校验字段的生成；转发所有以太网帧。本发明解决了现有技术存在的问题，具有可移植性、可对交换单元的端口数量进行扩展的优点，用于高精度时间同步系统。

主权项

一种IEEE 1588下的时钟透明传输的装置，其特征在于：包括：本地时钟模块(1)，用于计算本地时间，向时间戳生成模块(8)提供纳秒级的实时时间，并向配置模块(11)提供修改本地时间及计时频率的接口；MAC层发送模块(2)，用于将输出处理模块(6)的数据封装成以太网帧，并下发到PHY层进行传递，该模块需要对PTP事件帧的纠正域字段进行修改；MAC层接收模块(3)，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，并把正确接收的以太网帧提交给输入处理模块(4)；输入处理模块(4)，用于轮询各个MAC层接收模块(3)的工作状态，将其中的有效数据帧缓存下来，当分组处理及队列管理模块(5)空闲时，将所述有效数据帧提交给该模块(5)；分组处理及队列管理模块(5)，用于解析输入处理模块(4)提交的数据帧，按照目的端口号将到来的以太网帧进行分组并插入到各个分组缓存队列的队尾，等待各个输出处理模块(6)读取；输出处理模块(6)，用于从分组处理及队列管理模块(5)中取出一帧内容提交给MAC层发送模块(2)，并根据源MAC地址查找该帧的源端口编号，将其提交给滞留时间处理模块(10)；PTP解析模块(7)，用于监视PHY层与MAC层之间传递的所有以太网帧，识别出属于PTP帧的事件类型帧并给出相应的标志信号，并将该标志信号提交给时间戳生成模块(8)；时间戳生成模块(8)，用于对每一个到达PTP解析模块(7)的帧打上本地时间戳，并将PTP解析模块(7)标志为有效的时间戳信息提交给缓存RAM模块(9)或滞留时间处理模块(10)；缓存RAM模块(9)，用于按照源端口编号暂存已有的时间戳信息，等待滞留时间处理模块(10)的读取；滞留时间处理模块(10)，用于根据输出处理模块(6)提交的端口号读取缓存RAM模块(9)的接收时间戳、纠正域字段值和相对于帧头的偏移量，读取的接收时间戳结合发送时间戳生成模块(8)提交的发送时间戳计算PTP事件帧在本节点的滞留时 间，再和纠正域字段值累加得到新的纠正域字段值，并将新的纠正域字段值以及相对于帧头的偏移量提交给MAC层发送模块(2)；配置模块(11)，用于提供一组寄存器接口，便于用户可以配置上述各个模块的功能以及查询上述各个模块的工作状态。