CN101166184A

CN101166184A - Ntp软件时间硬件测量方法和装置

Info

Publication number: CN101166184A
Application number: CNA2006101502937A
Authority: CN
Inventors: 黄鸿贵
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Hengqin International Intellectual Property Exchange Co ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: CN101166184B

Abstract

本发明提供了一种NTP软件时间硬件测量方法，包括以下步骤：将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；使NTP模块在走时和校时过程中，通过修改逻辑寄存器中的数据来修改时间变量；以及将保存于逻辑寄存器中的时间变量转换成时间格式码输出。本发明还提供了一种NTP软件时间硬件测量装置。

Description

NTP软件时间硬件测量方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体而言，涉及NTP软件时间硬件测量方法和装置。

背景技术

NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)是一种用于在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步的协议。客户端内部包含了一个NTP软件时钟，通过NTP协议不断地校正它与时间服务器的时间偏差，从而实现客户端和时间服务器的时间同步。从理论上讲，精度可达到十亿分之一秒(1ns)。

由于NTP软件时钟是一个纯软件的时钟，它存在于客户端NTP模块软件的变量中，这给测量NTP时间的准确度带来了困难。为了准确测量客户端NTP模块的时间准确度，需要可以实时体现NTP软件时间的硬件时钟信号。

目前的测量NTP模块时间的一种方法是，在系统中增加一个可以独立运行的硬件时间输出模块，系统每过一段时间，读取NTP模块时间，校正硬件时间输出模块的时间。然后通过测量硬件时间输出信号的偏差，间接测量出NTP模块的时间偏差。

然而，采用上述的技术方案测量NTP模块的时间偏差会存在以下缺点：

1、由于CPU读取NTP模块时间，校正硬件时间输出模块时间需要一个时间过程，这个间接的过程会导致测量的偏差。

2、由于NTP模块时钟源和硬件时间输出模块时钟源不同，模块间校时不是实时进行，所以硬件时间输出模块的时间不能实时反映NTP模块时间。

3、这种间接的输出方式，需要占用CPU资源，增加了软件设计的复杂度和不可靠性。

因此，人们需要一种测量NTP模块时间偏差的解决方案，能够解决上述相关技术中的问题。

发明内容

本发明旨在提供NTP软件时间硬件测量方法和装置，以解决上述相关技术中的测量偏差等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种NTP软件时间硬件测量方法，包括以下步骤：将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；使NTP模块在走时和校时过程中，通过修改逻辑寄存器中的数据来修改时间变量；以及将保存于逻辑寄存器中的时间变量转换成时间格式码输出。

根据本发明的另一方面，提供了一种NTP软件时间硬件测量装置，包括：保存模块，用于将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；修改模块，用于使NTP模块在走时和校时过程中，通过修改逻辑寄存器中的数据来修改时间变量；以及输出模块，用于将保存于逻辑寄存器中的时间变量转换成时间格式码输出。

通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果：

本发明通过逻辑寄存器的方式存放NTP软件时间变量，并通过逻辑硬件直接转换，实现实时的NTP模块的时间信息输出，避免了通过CPU间接转换带来的偏差，能够实时地反映NTP模块时间，以及降低软件设计的复杂度并提高了可靠性。因此，本发明实现了对NTP软件时钟的时间信息实时硬件测量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的NTP软件时间硬件测量方法的流程图；

图2示出了根据本发明的NTP软件时间硬件测量装置的方框图；以及

图3示出了根据本发明一个实施例的NTP软件时间硬件测量装置。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

NTP模块一般是CPU系统在软件上设计一个时钟，通过软件变量表示这个时钟的时间信息。这些软件变量通常存在于硬件的RAM中。NTP模块的时钟通过CPU运行晶振作为计数基准，控制NTP模块中软件时钟的更新。同时运行过程中，不断通过NTP协议获得系统NTP模块时间和时间服务器的时间误差，并安装一定的校时算法，不断修正系统NTP模块的时间，实现与时间服务器的时间同步。

由于原来的NTP模块时间信息变量存在于RAM中，无法直接由硬件输出，必须通过CPU读取转换成硬件输出，所以给测量精度带来影响。

针对上述分析，本发明提出采用逻辑寄存器替代RAM存储NTP模块的时间信息变量。这是因为，逻辑寄存器数据可以由硬件直接获取，并直接转换成所需的输出格式码，输出时间信息。

图1示出了根据本发明的NTP软件时间硬件测量方法的流程图，其包括以下步骤：

步骤S102，将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；

步骤S104，使NTP模块在走时和校时过程中，通过修改逻辑寄存器中的数据来修改时间变量；以及

步骤S106，将保存于逻辑寄存器中的时间变量转换成时间格式码输出。

其中，逻辑寄存器可挂接在CPU的总线接口上，CPU通过片选控制对逻辑寄存器的读写。

步骤S102可包括以下步骤：将时间变量映射于逻辑寄存器中。

步骤S102可还包括以下步骤：将NTP模块编译时，将时间变量设置成全局变量，然后进行绝对地址绑定，指定的地址为逻辑寄存器中对应的地址。

步骤S104可包括以下步骤：NTP模块正常运行，位于逻辑寄存器中的时间变量在软件控制下，正常走时；NTP模块通过NTP时间服务器，计算出本地NTP模块时间相对于NTP服务器的时间偏差，并按照校时算法进行本地校时，实现本地NTP时间和NTP服务器时间的同步；NTP模块在走时和校时过程中当要修改时间变量时，直接修改逻辑寄存器中的相应数据。

步骤S106可包括以下步骤：逻辑寄存器通过译码电路，将时间变量按照译码逻辑直接转换成时间格式码然后输出。

图2示出了根据本发明的NTP软件时间硬件测量装置200的方框图，其包括：

保存模块202，用于将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；

修改模块204，用于使NTP模块在走时和校时过程中，通过修改逻辑寄存器中的数据来修改时间变量；以及

输出模块206，用于将保存于逻辑寄存器中的时间变量转换成时间格式码输出。

保存模块202用于将时间变量映射于逻辑寄存器中。

保存模块202还用于将NTP模块编译时，将时间变量设置成全局变量，然后进行绝对地址绑定，指定的地址为逻辑寄存器中对应的地址。

修改模块204可包括：走时模块(未示出)，用于在NTP模块正常运行时，使位于逻辑寄存器中的时间变量在软件控制下，正常走时；同步模块(未示出)，用于使NTP模块通过NTP时间服务器，计算出本地NTP模块时间相对于NTP服务器的时间偏差，并按照校时算法进行本地校时，实现本地NTP时间和NTP服务器时间的同步；数据修改模块(未示出)，用于使NTP模块在走时和校时过程中当要修改时间变量时，直接修改逻辑寄存器中的相应数据。

输出模块206用于使逻辑寄存器通过译码电路，将时间变量按照译码逻辑直接转换成时间格式码然后输出。

硬件设计上，逻辑芯片挂接在CPU小系统的总线接口上，CPU通过片选和地址信号来控制对逻辑寄存器的读写。NTP模块软时钟的变量映射在逻辑芯片的寄存器中，通过寄存器的地址信号和片选信号来确定这些变量的地址。同时通过译码电路，直接把这些变量的数据转换成所需的格式码(如BCD码)，输出时间信息。

软件设计上，NTP模块编译时，需要对NTP模块中实现软件时钟的变量设计成全局变量，然后进行绝对地址指定，指定的地址为逻辑寄存器变量对应的地址。

经过上面设计后，一方面CPU会像原来访问RAM变量一样访问逻辑寄存器变量，并按原来的方式进行NTP校时。

整个硬件时间信号输出和测量的过程如下：

A.首先系统的NTP模块正常运行，位于逻辑寄存器的NTP时间变量在软件控制下，正常走时。

B.接着系统的NTP模块按照标准的NTP协议，通过NTP时间服务器，计算出本地NTP模块时间相对NTP服务器的时间偏差，并按照校时的算法进行本地校时。实现本地NTP时间和NTP服务器时间的同步。

C.由于NTP模块操作的时间变量位于逻辑芯片的寄存器中，NTP模块每次走时和校时，都将修改寄存器的数据。而寄存器的数据修改通过译码逻辑直接转换成时间格式码输出，保证了输出的时间信息和寄存器中NTP时间变量的数据实时完全对应。输出的时间信息码可以接入到相应的测量仪器，和标准的时间信息码进行对比测试。

从以上的描述中，可以看出，本发明通过逻辑寄存器的方式存放NTP软件时间变量，并通过逻辑硬件直接转换，实现实时的NTP模块的时间信息输出，避免了通过CPU间接转换带来的偏差，能够实时地反映NTP模块时间，以及降低软件设计的复杂度并提高了可靠性。因此，本发明实现了对NTP软件时钟的时间信息实时硬件测量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。应该明白，这些具体实施中的变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的，不脱离本发明的精神保护范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；

使所述NTP模块在走时和校时过程中，通过修改所述逻辑寄存器中的数据来修改所述时间变量；以及

将保存于所述逻辑寄存器中的所述时间变量转换成时间格式码输出。

2.根据权利要求1所述的NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，所述逻辑寄存器挂接在CPU的总线接口上，所述CPU通过片选控制对所述逻辑寄存器的读写。

3.根据权利要求1所述的NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，将所述时间变量保存于所述逻辑寄存器中包括以下步骤：

将所述时间变量映射于所述逻辑寄存器中。

4.根据权利要求1所述的NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，将所述时间变量保存于所述逻辑寄存器中还包括以下步骤：

将所述NTP模块编译时，将所述时间变量设置成全局变量，然后进行绝对地址绑定，指定的地址为所述逻辑寄存器中对应的地址。

5.根据权利要求1所述的NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，使所述NTP模块在走时和校时过程中修改所述时间变量包括以下步骤：

所述NTP模块正常运行，位于所述逻辑寄存器中的所述时间变量在软件控制下，正常走时；

所述NTP模块通过NTP时间服务器，计算出本地NTP模块时间相对于NTP服务器的时间偏差，并按照校时算法进行本地校时，实现本地NTP时间和NTP服务器时间的同步；

所述NTP模块在走时和校时过程中当要修改所述时间变量时，直接修改所述逻辑寄存器中的相应数据。

6.根据权利要求1所述的NTP软件时间硬件测量方法，其特征在于，将所述时间变量转换成时间格式码输出包括以下步骤：

所述逻辑寄存器通过译码电路，将所述时间变量按照译码逻辑直接转换成时间格式码，然后输出。

7.一种NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，包括：

保存模块，用于将NTP模块的时间变量保存于逻辑寄存器中；

修改模块，用于使所述NTP模块在走时和校时过程中，通过修改所述逻辑寄存器中的数据来修改所述时间变量；以及

输出模块，用于将保存于所述逻辑寄存器中的所述时间变量转换成时间格式码输出。

8.根据权利要求7所述的NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，所述逻辑寄存器挂接在CPU的总线接口上，所述CPU通过片选控制对所述逻辑寄存器的读写。

9.根据权利要求7所述的NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，所述保存模块用于将所述时间变量映射于所述逻辑寄存器中。

10.根据权利要求7所述的NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，所述保存模块还用于将所述NTP模块编译时，将所述时间变量设置成全局变量，然后进行绝对地址绑定，指定的地址为所述逻辑寄存器中对应的地址。

11.根据权利要求7所述的NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，所述修改模块包括：

走时模块，用于在所述NTP模块正常运行时，使位于所述逻辑寄存器中的所述时间变量在软件控制下，正常走时；

同步模块，用于使所述NTP模块通过NTP时间服务器，

计算出本地NTP模块时间相对于NTP服务器的时间偏差，并按照校时算法进行本地校时，实现本地NTP时间和NTP服务器时间的同步；以及

数据修改模块，用于使所述NTP模块在走时和校时过程中当要修改所述时间变量时，直接修改所述逻辑寄存器中的相应数据。

12.根据权利要求7所述的NTP软件时间硬件测量装置，其特征在于，所述输出模块用于使所述逻辑寄存器通过译码电路，将所述时间变量按照译码逻辑直接转换成时间格式码，然后输出。