一种基于IEEE1588协议的高精度实时同步方法

摘要

本发明涉及一种基于IEEE1588的PTP精确时钟同步协议来产生的实时同步方法。IEEE1588协议目前在硬件上的研究尚处于空白状态。本发明方法包括：发送报文、接收报文、本地系统时间纠偏、最优主时钟选择。并且当对应设备为主时钟或从时钟时，其同步动作不同。本发明的硬件实现方式使以太网技术所固有的数据传输时间波动降低到可以接收的，不影响控制精度的范围，从而解决了分布式网络系统中时钟的统一性和精准性问题。

主权项

1.一种基于IEEE1588协议的高精度实时同步方法，其特征在于该方法包括以下内容：A.发送报文、B.接收报文、C.本地系统时间纠偏、D.最优主时钟选择、所述内容A具体为：A1.如果对应设备为主时钟，则可以发送Sync同步报文、FollowUp报文和DelayResp响应报文，具体地：A1-1.Sync同步报文以组播形式在所设定的时间周期进行发送，通过计时器决定周期发送使能信号；A1-2.紧跟Sync同步报文后立即以组播形式周期发送FollowUp报文，FollowUp报文内容中包含Sync同步报文发送时的主时钟本地时间；A1-3.主时钟接收到从时钟发来的DelayReq请求报文后，向从时钟以单播形式发送DelayResp响应报文；A2.如果对应设备为从时钟，则可以发送DelayReq请求报文，具体地：A2-1.每台从时钟发送DelayReq请求报文的时间不同；A2-2.从时钟发送DelayReq请求报文时记录本地的时间；所述内容B具体为：B1.如果对应设备为主时钟，则可以接收DelayReq 请求报文，具体地：B1-1.主时钟在接收DelayReq请求报文时记录本地时间以及请求从时钟的物理地址和IP地址，完成步骤A1-3中的响应报文的反馈；B1-2.根据接收到的报文内容中的报文类型值，主时钟判断接收到的报文是否为DelayReq请求报文，如果接收到的报文内容中的报文类型值和DelayReq请求报文对应的本地默认值相同，判断为DelayReq请求报文，并接收；B2.如果对应设备为从时钟，则可以接收Sync同步报文、FollowUp报文和DelayResp响应报文，具体地：B2-1.从时钟通过接收到的报文内容中的报文类型值不同来区分这三种报文，如果接收到的报文内容中的报文类型值和相应的三种本地默认值相同，判断为相应的报文；B2-2.从时钟在收到Sync同步报文时记录本地时间；B2-3.从时钟在收到FollowUp报文时，从FollowUp报文内容中提取出Sync同步报文的发送时间；B2-4.从时钟在收到DelayResp报文时，从DelayResp报文内容中提取出步骤B1-1中主时钟所记下的接收到DelayReq报文时所记录的本地时间；所述内容C具体为：C1.如果对应设备为主时钟，则主时钟完成系统时间计数，具体地：C1-1.每当计数使能为1时，把原来的系统时间增加一个时钟周期的数值；C2.如果对应设备为从时钟，则除了要完成系统时间计数功能以外，还要进行时间纠偏，即从时钟加上和主时钟之间的时间偏差，具体地：C2-1.每当计数使能为1时，从时钟亦要把原来的系统时间增加一个时钟周期的数值；C2-2.从时钟将步骤B2-2记录的时间减去步骤B2-3提取的时间后的时间差作为自己和主时钟之间的时间偏差，该时间偏差包含网络传输造成的延时；C2-3.从时钟将步骤B2-4提取的时间减去步骤A2-2记录的时间后的时间差作为网络传输造成的延时；C2-4.从时钟将步骤C2-2确定的时间偏差减去步骤C2-3确定的延时后的时间差作为自己和主时钟之间的真实偏差；C2-5.从时钟根据步骤C2-4中的真实偏差，完成纠偏功能，即从时钟加上和主时钟之间的时间偏差，以和主时钟时间同步；所述内容D具体为：D1.如果对应设备为从时钟，则每收到一条同步Sync报文即启动最优主时钟选择，从时钟根据同步Sync报文内容中的时钟优先级值和IP地址来作判断，如果自己的优先级值比网络中所认为的主时钟优先级值更小，则本地从时钟将成为网络中新的主时钟；如果相同，则比较两者的IP地址值，更小IP地址值的将成为网络中的主时钟；如果大于，则网络中的主时钟不改变；D2.如果对应设备为主时钟，当网络中存在新的主时钟后，则本地主时钟转换成从时钟状态。