CN101926146B - 灵活的时间标记 - Google Patents

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Abstract

在示例实施例中，一种装置包括物理层处理设备，该设备包括被配置来处理从物理层接口接收到的分组的逻辑。物理层处理设备逻辑还被配置来确定分组的前导码部分和分组的数据部分。物理层处理设备逻辑还被配置来将时间戳插入分组的前导码部分。物理层处理设备逻辑还被配置来转发分组以及被插入前导码部分的时间戳。

Description

灵活的时间标记
相关申请的交叉引用
本申请基于2008年1月28日提交的美国专利申请No.12/020,836，并要求该申请的优先权。
技术领域
本公开一般涉及确定数据分组何时被发送和/或接收。
背景技术
对分组被发送或接收的时间的精确记录对于许多应用来说是必要的。时间戳(timestamp)可由网络管理员用于网络诊断。对于无线网络，精确的时间标记(time stamping)对于获取无线节点的精确位置数据可以是有用的。时间标记还频繁地在金融交易中采用，并且在诸如自动化和控制系统以及电力生成、传输和分发之类的工业应用中使用。
为分组计时的最精确的地点是在物理层(PHY)接口处或媒体访问控制(MAC)/PHY接口处，其中，不能进行灵活的解析(例如，PHY或MAC不能判断是否可以丢弃时间戳)。如果不存在PHY延迟，则MAC在一定程度上可以是精确的，但是像PHY一样，不能进行灵活的解析。耦合到MAC的转发控制器(FC)或中央处理单元(CPU)可以允许灵活的解析，但是由于PHY、MAC和FC之间的延迟和抖动而通常不够精确。使问题进一步复杂化的是诸如交换机之类的设备频繁应用应当被同步的多个PHY接口。
附图说明
这里所包括的并且形成了说明书一部分的附图示出了示例实施例。
图1是根据示例实施例的物理层处理设备。
图2示出了具有单个物理层接口和单个处理器的设备的示例。
图3示出了具有多个物理层处理电路的设备的示例。
图4示出了被配置来使多个物理层处理设备中的时钟模块同步的示例系统。
图5示出了根据示例实施例进行了处理的分组。
图6示出了采用开放系统互连堆栈(stack)的帧处理的示例。
图7示出了可以实现示例实施例的示例计算机系统。
图8示出了用于标记所接收分组的时间的方法的示例。
图9示出了用于发信号通知物理层接口插入时间戳并且将时间戳提供给处理器的方法的示例。
图10示出了用于经由分组更新物理层处理器时钟模块的方法的示例。
图11示出了用于同步多个物理层处理器时钟模块的方法的示例。
具体实施方式
下面呈现了示例实施例的简化概述，以提供对示例实施例某些方面的基本了解。该概述不是示例实施例的广泛概述。既不旨在标识出示例实施例的关键或重要要素也不旨在描述所附权利要求的范围。其唯一目的是以简化形式呈现示例实施例的一些概念，作为后面将呈现的更详细描述的前序。
根据示例实施例，这里公开了一种装置，该装置包括物理层处理设备，该设备包括被配置来处理从物理层接口接收到的分组的逻辑。物理层处理设备逻辑被配置来确定分组的前导码部分和分组的数据部分。物理层处理设备逻辑还被配置来将时间戳插入分组的前导码部分。物理层处理设备逻辑还转发分组以及被插入前导码中的时间戳。
根据示例实施例，这里公开了一种方法，该方法包括在物理层接口处接收分组，该分组具有前导码。在物理层接口处向分组的前导码插入时间戳。将分组与被插入的时间戳一起转发给媒体访问控制接口。将分组和时间戳从媒体访问控制接口转发给处理器。
示例实施例的描述
这里的描述提供了不旨在限制所附权利要求的范围的示例。附图一般指示出示例的特征，其中，将明白并理解，相似的标号用来指代相似的元件。在说明书中对“一个实施例”或“实施例”或“示例实施例”的引用是指结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在这里描述的至少一个实施例中。说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在一个或多个实施例中”既不一定都指同一实施例，也不是排斥其它实施例的单独的或相互可替换的实施例。各个实施例的特征和方面可集成到其它实施例中，并且也可以在无需所示出或描述的所有特征或方面的情况下来实现本文献所说明的实施例。
参考图1，图示出了物理层(PHY)处理设备100，例如局域网接口(例如，以太网)、调制解调器或数字信号处理器。PHY 100通常执行数字信号处理，例如模数和数模转换，以及波形的编码/解码(调制/解调)。数字信号处理可以利用通用数字信号处理集成电路来实现，或者在专门设计的数字逻辑中实现。在任一情况中，PHY 100调制/解调数据以与适当的通信标准兼容。例如，对于无线设备，电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a标准使用正交频域调制(OFDM)，而IEEE 802.11b标准采用直接序列扩频(DSSS)。数据在物理层上经由物理层接口(IF)104被发送和/或接收。在PHY 100的一侧上，数据经由网络接口(NIF)102被与诸如媒体访问控制(MAC)处理器之类的网络IF交换。PHY可以合适地包括用于从物理层IF 104接收的数据的模数(A/D)转换器，以及用于发送给物理层IF 104的数据的数模(D/A)转换器。
根据示例实施例，PHY 100包括时钟模块108，时钟模块108包括用于维护时间的逻辑。这里所使用的“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件和/或它们各个的组合，用以执行(一个或多个)功能或(一个或多个)动作并且/或者引起来自另一组件的功能或动作。例如，基于所希望的应用或需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)、可编程/已编程逻辑器件、包含指令的存储器器件等之类的分立逻辑，或者嵌入硬件中的组合逻辑。逻辑还可以完全被体现为软件。这里将更详细描述的位于物理层IF 104与NIF 102(PHY 100与网络层处理设备或MAC处理设备之间的接口)之间的时间戳逻辑106被配置为标记在物理层IF 104上发送和/或接收的分组的时间。
在操作中，当在物理层IF 104上接收到分组时，时间戳逻辑106作出响应以确定该分组的前导码部分以及该分组的数据部分。图5示出了包括前导码部分702和数据部分704的分组700的示例。前导码部分702包括一个或多个分组开始(SOP)比特706以及指示数据部分704的开始的起始帧分界符(SFD)710。分组中由708指示的部分对应于由物理层处理器使用的一个或多个字段的比特，例如运行、管理和维护(OAM)比特、特定于应用的比特以及头部循环冗余校验(CRC)比特。
在物理层处理设备100处理了分组700的前导码部分702之后，时间戳逻辑106从时钟108获取当前时间并向分组700的前导码部分702插入时间戳。例如，时间戳可被插入在前导码702中的比特708处。该时间戳与从时钟108获取的当前时间相对应。诸如与该时间戳和/或其它时间戳数据(例如分辨率)相关联的签名之类的其它信息也可插入比特706处。在前导码702中插入了时间戳的分组700随后在NIF 102上被转发给诸如媒体访问控制(MAC)处理器之类的网络接口处理器。
在示例实施例中，其它数据被插入前导码以提供与时间戳有关的另外的信息。例如，预定义比特可被设置来向网络接口处理器通知与时间戳的格式和/或分辨率有关的数据。
在示例实施例中，当经由NIF 102接收到分组时，时间戳逻辑106通过检查分组来判断与经由物理层IF 104发送分组的时间相对应的时间戳是否被请求。例如，时间戳逻辑106可以弄清在分组700的前导码部分702的比特708内是否指示了时间比特和/或签名。作为另一示例，可将数据附加到分组700的数据部分704之前或附接其后，以使得时间戳逻辑106能够判定处理(或处理器)是否希望接收指示分组700通过物理层IF 104被发送的时间的时间戳。在特定实施例中，帧标识(帧ID)字段可与分组包括在一起。
如果时间戳逻辑106判定针对诸如与分组700类似的分组之类的分组请求了时间戳，则时间戳逻辑106存储分组经由物理层IF 104被发送的时间。该时间是从时钟108获得的。时间戳可以保存在可供诸如CPU之类的外部设备访问的存储装置中，以允许外部设备获取该时间戳。在示例实施例中，时间戳被存储在先进先出(FIFO)缓冲器中以供请求该时间戳的处理器检索。
在示例实施例中，物理层接口设备100内的处理逻辑(未示出)与请求时间戳的处理器通信。这使得信号能够从物理层处理设备100被发送给请求时间戳的处理器。
在示例实施例中，与分组相关联的帧ID与时间戳一起被存储。帧ID可辅助处理器定位正确的时间戳。
在示例实施例中，时间戳逻辑106基于接收到的外部信号来同步时钟108。例如，当分组经由NIF 102到达时，来自网络接口处理器的分组上的时间戳被获取，并且针对网络接口处理器与时间戳逻辑106之间的延迟来调节时间戳。基于来自在NIF 102上接收到的分组的经调节时间戳来更新时钟108。作为另一示例，诸如CPU(未示出)之类的外部设备可以发送请求时钟108的当前时间的信号。时间戳逻辑106从时钟108获取当前时间并且将其存储在诸如寄存器或FIFO之类的预定数据存储装置中，或者时间戳逻辑106将具有表示从时钟108获取的当前时间的数据的信号发送给作出请求的设备。时间戳逻辑106可以从外部设备接收指示时钟108应当被调节的信号。该信号可以包括指示要使时钟108增加或减小的时间量的数据或者指示针对时钟108的新设定的数据。
图2示出了具有单个CPU 204和单个PHY 100的设备200的示例。PHY 100是根据图1中描述的至少一个示例实施例来配置的。PHY 100耦合到MAC处理器202。MAC 202例如可以通过加密或解密数据或者通过解释数据并作出关于如何以及何时转发数据的决定，从而作用于数据。CPU 204可以提供应用层或者对数据的其他处理。
来自物理介质的进入分组由PHY 100接收。PHY 100将时间戳关联到分组中。例如，时间戳可被插入分组的前导码。作为另一示例，时间戳可被附加到分组之前或者附接到分组之后。
媒体访问控制(MAC)处理设备202与PHY 200通信。MAC 202从PHY 100接收分组与时间戳。MAC 202包括用于处理从PHY 100接收的分组和时间戳的逻辑。MAC 202被配置为将分组和时间戳转发给CPU 204。
CPU 204随后解析如从MAC 202接收的分组。在解析分组时，CPU204可以判断与分组一起接收到的时间戳应当被保留还是丢弃。在示例实施例中，MAC 202转发分组的前导码(其可以与或可以不与PHY 100插入时间戳的前导码相同)中的时间戳并且CPU 204从分组的前导码获取时间戳。
在示例实施例中，如果CPU 204想知道分组实际上是何时被发送的，则CPU 204在供PHY 100发送的外出分组上设置预定义时间比特。
分组从CPU 204被转发到MAC 202。MAC 202执行任何所希望的网络处理，例如，可添加MAC地址头部并/或可执行MAC层加密，并且设置了时间比特的分组被转发给PHY 100。PHY 100响应于接收具有时间比特的分组而存储分组从PHY 100被发送的时间。时间戳可被存储在诸如寄存器或FIFO之类的任何合适的数据存储设备中，以使得CPU 204能够获取分组的时间戳。在示例实施例中，PHY 100合适地包括用以将时间戳发送给CPU 204的逻辑。
在示例实施例中，CPU 204还可以包括具有时间比特的签名。在特定实施例中，CPU 204将帧ID与分组包括在一起。签名和/或帧ID从CPU204被转发给MAC 202，并从MAC 202转发给PHY 100。PHY 100在发送之前从分组去除帧ID和/或签名。在示例实施例中，MAC 202和CPU204由单个设备，例如执行两者的功能的单个CPU实现。
图3示出了具有多个物理层处理电路302、304、306的设备300的示例。设备300示出了适合于实现交换机的配置。尽管图3所示的示例实施例采用了三个物理层处理电路302、304、306，但是这不应当被解释为将这里描述的原理限制为具有三个物理层处理电路的设备，因为这里描述的原理可以应用于具有在物理上可实现的任意数目个物理层处理设备的设备。类似地，这里描述的原理适合于具有在物理上可实现的任意数目个堆栈/CPU接口的设备。
可以根据这里描述的任何示例实施例，例如针对图1中的PHY 100描述的示例实施例来配置物理层处理设备302、304、306。PHY处理设备302、304、306耦合到MAC处理设备308(“MAC 308”)。MAC 308耦合到转发控制器(FC)310。FC 310被配置为对去往和来自MAC 308的分组执行第2层、第3层和/或第4层(或者任何更高层，例如第5、第6和/或第7层)处理。在示例实施例中，存储器(MEM)312被采用来在CPU 314和FC 310之间传送分组。MEM 312还可用来在FC 310和CPU314以外的其它处理器(未示出)之间传送分组。在示例实施例中，FC310可以直接与CPU 314通信。
当在PHY 302、304、306之一上接收到分组时，接收到分组的PHY将时间戳插入分组中。在示例实施例中，时间戳被插入分组的预定义部分，例如前导码。分组随后由接收到该分组的PHY转发给MAC 308。MAC 308被配置为接收分组和时间戳，以将分组和时间戳转发给FC310。FC 310解析该分组并且判断时间戳应当被保留还是被丢弃。如果要保留时间戳，则FC 310将分组和时间戳转发给MEM和/或CPU 314，因此CPU 314可以获取该分组和时间戳；否则，FC 310丢弃时间戳并且正常地转发分组。
当CPU 314需要将由PHY 302、304、306之一发送的分组的时间戳时，CPU 314在分组上设置时间比特。可选地，CPU 314可以包括诸如帧标识符(帧ID)之类的签名，以辅助时间戳与分组的匹配。设置了时间比特的分组被转发给MEM 312。MEM 312将分组和时间比特转发给FC310。FC 310处理分组并且将分组以及对设置了时间比特的指示转发给MAC 308。指示可以是时间比特本身，或者可以采用其它数据来向MAC308指示分组的时间戳被需要。MAC 308处理分组，并且将分组以及指示时间比特是否被设置的数据转发给PHY 302、304、306之一。在示例实施例中，MAC 308在将分组转发给PHY 302、304、306之一之前将指定比特设置在分组的前导码中，以供处理以指示时间戳是否被需要。发送分组的PHY(例如PHY 302)接收来自MAC 308的具有指示是否设置了时间比特的数据的分组。PHY在发送分组之前去除指示是否设置了时间比特的数据，并且随后发送该分组。如果设置了时间比特，则保存发送时间以供CPU 314以后检索。
在示例实施例中，如果CPU 314希望接收与分组被PHY 302、304、306之一发送的时间相对应的时间戳时，CPU 314设置时间比特，并且可选地，在分组的头部中插入签名。CPU 314随后将分组转发给FC 310。FC310被配置为将分组转发给MAC 308。时间比特可以在未经改变的情况下被发送给MAC 308，或者替代地，FC 310可以设置另一预定义时间比特和/或签名来向MAC 308通知分组的时间戳被需要。MAC 308被配置为检索时间比特和签名，并且将时间比特和签名插入要被发送的分组的前导码。分组随后被转发给发送分组的PHY(例如，PHY 304)。发送分组的PHY响应于分组的前导码中的时间比特和签名而存储分组被发送的时的时间。PHY在发送分组之间去除时间比特和签名(如果存在的话)，并存储分组的时间戳。
在示例实施例中，设备300可以用作交换机，并且分组可在一个PHY上被接收并且从另一PHY被发送。例如，分组可由PHY 302接收，由MAC 308处理，并且由FC 310转发。FC 310可以判定分组将经由PHY304被发送，由此经由MAC 308将分组路由到PHY 304。替代地，FC 310可以将分组转发给CPU 314，CPU 314判定分组要被路由到PHY 304并且因此将分组转发给FC 310，FC 310将分组转发给MAC 308并且从MAC308转发给PHY 304。根据示例实施例，PHY 302可以在接收到分组时将时间戳数据添加或插入到分组中。可选地，时间戳数据可以将签名/帧ID与时间戳包括在一起。当MAC 308接收到分组时，时间戳可被用于采用时间戳的任何合适的MAC层处理。MAC 308将分组和时间戳数据转发给FC 310。FC 310可以检索时间戳数据并且/或者将分组和时间戳数据转发给CPU 314和/或MEM 312。当CPU 314或FC 310判定通过另一PHY(例如PHY 304)路由分组时，如这里所述的，CPU 314和/或FC 310可以设置与分组相关联的时间比特，以向PHY 304请求与分组实际被发送的时间相对应的时间。除时间比特以外，签名或帧ID也可以被包括，其可以与或可以不与当分组被接收时被插入分组中的签名/帧ID相同。分组被路由到MAC 308，MAC 308随后将分组和时间比特转发给PHY 304。PHY 304随后记录时间戳数据，并且为FC 310和/或CPU 314保留它，如这里所述的。
图4示出了被配置来同步多个物理层处理设备中的时钟模块的示例系统600。在此示例中，示出了三个物理层处理设备(PHY)602、605、606；但是，本领域技术人员应当理解，这里描述的原理可应用于具有在物理上可实现的任意数目个PHY的系统。PHY 602、605、606分别具有相应的时钟模块612、614、616。PHY 602、605、606耦合到MAC 620。MAC 620耦合到FC 630，FC 630耦合到MEM 640，并且MEM 640耦合到CPU 642。FC 630可以经由MEM 640和/或CPU 642发送分组或接收分组。
在示例实施例中，时钟模块612、614、616被从MAC 620发送来的数据分组同步。分组可能源自于CPU 642、MEM 640或者与FC 630通信的任何其它处理。时钟模块612、614、616可被每个分组同步或者在预定时间间隔(例如每分钟一次)期间被同步。在操作中，MAC 620将时间与外出分组一起(或者嵌入在分组中)发送给PHY 602、605、606。可在前导码设置比特，以使得接收到分组的PHY判定前导码中的时间是当前时间而不是将与时间一起存储的签名。PHY中的逻辑或时钟模块补偿MAC620与接收到分组的PHY之间的延迟。例如，分组从MAC 620被发送给PHY 602，在补偿了MAC 620与PHY 602之间的延迟之后，时钟模块612与MAC 620所提供的时间同步。
在示例实施例中，时钟模块612、614、616由CPU 642进行同步。例如，CPU 642向PHY 602、605、606发送请求它们的当前时间的信号。在示例实施例中，信号经由单个硬连线连接被发送给各个PHY以使延时最小化。信号也可由FC 630而非CPU 642来发送。时钟模块612、614、616响应以它们的当前时间。时间可以存储在可由CPU 642访问的寄存器和/或可由CPU 642访问的另一存储器，例如堆栈(例如，FIFO堆栈)中。CPU 642可以将所检索到的PHY的时间进行比较，并调节各个PHY。例如，如果时钟模块616的时间相差了多于预定阈值(其还可以说明时钟之间的分辨率的差异)，则时钟模块612、614、CPU 642可以采取校正动作，例如发信号通知时钟模块616增大或减小时间并/或发信号通知新的时间种子。
图6图示出了采用开放系统互连堆栈的帧处理的示例。在图6所示的示例中，当通过PHY接收到帧时，时间戳被插入帧或者以其它方式与帧相关联(例如可以附接在之后或者附加在之前)。时间戳然后通过802.3X、8023ah OAM、MAC安全(MACsec)以及Sync识别协议传递。注意，由PHY插入的时间戳可被任何协议使用，因为时间戳是独立于协议的。对于正被发送的帧，帧ID被与帧相关联并且通过各种协议传递。帧ID也可以用于接收到的帧。被发送帧的时间戳在该帧被发送时生成。帧ID使得对帧进行处理的任何协议能够将时间戳与适当的帧相匹配。
图7是示出可以实现示例实施例的计算机系统900的框图。计算机系统900适合于实现用于这里的各个组件的逻辑的功能。例如，计算机系统900可以实现图1中的PHY 100、时间戳逻辑106、时钟模块108；图2中的PHY 100、MAC 202和CPU 204；图3中的PHY 302、304、306、MAC 308、FC 310、MEM 312和CPU 314；以及图4中描述的模块。
计算机系统900包括用于传输信息的总线902或其它通信机构，以及与总线902相耦合以用于处理信息的处理器904。计算机系统900还包括耦合到总线902的主存储器906，例如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储设备，以用于存储信息以及由处理器904执行的指令。主存储器906还可用于存储在由处理器904执行的指令的执行期间的临时变量或其它中间信息。计算机系统900还包括耦合到总线902的只读存储器(ROM)908或其它静态存储设备，以用于存储静态信息和用于处理器904的指令。诸如磁盘或光盘之类的存储设备910被提供并且耦合到总线902以用于存储信息和指令。
示例实施例的一个方面涉及将计算机系统900用于进行灵活的时间标记。根据示例实施例，灵活的时间标记由计算机系统900响应于处理器904执行包含在主存储器906中的一个或多个序列的一条或多条指令而被提供。这些指令可以从诸如存储设备910之类的另一计算机可读介质被读入主存储器906。包含在主存储器906中的指令序列的执行使得处理器904执行这里描述的处理步骤。多处理布置中的一个或多个处理器也可用来执行包含在主存储器906中的指令序列。在替代实施例中，可将硬连线电路用来取代软件指令或者与软件指令相组合来实现示例实施例。因此，这里描述的实施例不限于硬件电路与软件的任何特定组合。
这里使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器904提供指令以供执行的任何介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质例如包括光盘或磁盘，例如存储设备910。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器906。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线902的线。传输介质还可以采取声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些波。计算机可读介质的常见形式例如包括软盘、柔性盘、硬盘、磁卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASHPROM、CD、DVD或任何其它存储器芯片或存储器盒，或者计算机可以读取的任何其它介质。
各种形式的计算机可读介质可以参与将一个或多个序列的一条或多条指令携带给处理器904以供执行。例如，指令可能最初被生成在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令载入其动态存储器并且利用调制解调器来发送指令。计算机系统900本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并且利用红外发送器将数据转换为红外信号。耦合到总线902的红外检测器可以接收在红外信号中携带的数据，并且将数据放到总线902上。总线902将数据携带给主存储器906，处理器904从主存储器906取回指令并执行。主存储器906接收到的指令可选地可在由处理器904执行之前或之后被存储到存储设备910上。
计算机系统900还可以包括耦合到总线902的通信接口918。通信接口918提供双向数据通信以将计算机系统900耦合到其它设备(未示出)。
例如，通信接口918可以是将数据通信连接提供给兼容局域网(LAN)的LAN卡。作为另一示例，通信接口918可以是将数据通信连接提供给相对应类型的电话线的综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器。还可以实现无线链路。在任何这样的实现方式中，通信接口918发送和接收携带了表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
考虑到前面的结构和上述功能特征，将参考图8-11更好地理解根据示例实施例的方法。虽然为了简化说明的目的将图8-11的方法示出和描述为顺序地执行，然而将明白并理解，示例实施例不受所示顺序的限制，因为一些方面可以以与这里示出和描述的其它方面不同的顺序发生或者并发地发生。此外，可能并不需要所有所示出的特征来实现这里所述的方法。这里描述的方法合适地适于用硬件、软件或其组合来实现。
图8示出了用于对在物理层(PHY)接收到的分组进行时间标记的方法1000的示例。在1002，在物理层接口处接收到分组。所接收到的分组在物理处理层接口处被进行时间标记。在一个示例实施例中，该分组与图5所示的分组700类似地，包括前导码部分和数据部分。在示例实施例中，时间戳数据被插入分组的头部。在另一示例实施例中，时间戳数据被附加到分组的数据之前或附接于其后。在示例实施例中，时间戳数据可以包括另外的数据，例如表示时间戳的分辨率(例如，10纳秒(ns)、5ns、1ns、0.1ns等)的数据。
在1004，分组被转发给MAC接口。如果MAC接口处理器将时序信息用于MAC(或网络层)协议，则MAC处理器可以检索从PHY接口接收到的时间戳。MAC接口将分组转发给处理器。处理器可以是常规CPU(例如，在诸如电话之类的端设备中)或者可以是转发控制器(例如，在交换机ASIC中，其是图8所示的示例)。MAC接口可以转发如从PHY接口接收到时那样的未经改变的分组，或者可以对分组执行适当转换以用于下一处理器。例如，MAC接口可以去除前导码并且将时间戳数据插入MAC头部。
在1006，从MAC接收到分组的转发控制器(FC)可以解析分组。转发控制器检索与分组相关联的时间戳。在1008，转发控制器判断将要接收分组的CPU是否需要时间戳。如果需要时间戳(是)，则在1012处，时间戳被转发给CPU。时间戳可以在分组的前导码中被转发，或者可以被附加到帧之前或附接于其后。如果在1008处不需要分组(否)，则在1010处，时间戳被丢弃。
图9示出了用于发信号通知物理层接口设备记录分组实际被发送的时间并且将时间提供给请求该时间的设备的方法1100的示例。方法1100使得诸如处理器之类的设备能够获取分组在线上(或者对于无线网络来说在空中)被发送的实际时间，而非分组离开设备的时间。这更精确，因为由于诸如MAC层等处的缓冲和加密之类的处理引起的延迟和抖动可能降低CPU记录的时间的精确度。
在1102，请求分组被发送时的数据的处理器设置时间戳比特(或时间比特)。在特定实施例中，签名或帧ID也可被插入分组中。分组随后在1104处被转发给MAC接口。时间比特与分组一起被转发。时间比特可以在与分组相关联的前导码或头部中被发送，或者如图4所示，时间比特可以根据处理分组的协议来设置。例如，一种协议可能将时间比特设置在PSV头部中，而另一协议可能将时间比特设置在SCH头部中。
在1106，分组从MAC(或网络层接口)被转发给物理层(PHY)接口以供发送。在将分组从MAC转发给PHY时时间比特被保留，因此PHY可以判断出发送分组的处理是否在请求时间戳。
在1108，PHY处理器去除时间比特。在1110，分组被PHY发送器发送。如果设置了时间比特，则在1112处与分组被发送时相对应的时间被提供给请求了时间戳的设备(例如处理器或CPU)。如前所述，可以采用任何手段将时间传输给CPU，例如，设置寄存器、载入FIFO并且/或者将包括表示时间的数据的信号发送给CPU。在示例实施例中，PHY存储时间(并且在特定实施例中，签名也与时间一起被存储)，并且等待诸如CPU之类的设备来检索它。
除了时间比特以外，其它数据也可以从CPU被转发给PHY。例如，如图6所示，帧ID可以伴随分组，因此CPU可以将所发送的时间与适当的分组相匹配。另外，PHY可以将诸如PHY的时钟的分辨率之类的另外的数据提供给CPU。
图10图示出了用于经由分组更新物理层(PHY)处理器时钟模块的方法1200的示例。方法1200使得PHY能够频繁地更新其时钟模块。例如，PHY可以在每个分组时或者在预定间隔期间(例如，每10个分组或每两秒)更新时钟。
在1202，MAC处理器将发展发送给PHY。分组可以是特殊的时序同步分组或者可以是打算由PHY发送的数据分组。来自MAC的时间戳伴随着分组。时间戳可以被插入到诸如前导码或头部之类的不会被加密的分组部分，或者可以被附加到分组之前或附接于其后。
在1204，PHY补偿从MAC到PHY的延迟。这使得诸如具有多个PHY的交换机之类的设备能够与MAC的时钟同步。
在1206，PHY更新其时钟。如果PHY的分辨率小于MAC的分辨率，则PHY可以向上或向下取整。如果从MAC发生来的分组是将由PHY发送的分组，则PHY还发送该分组。分组可以与时钟/计时器被更新同时地被发送。
在示例实施例中，可将平均算法用来获取多个当前时间样本的平均值以用于更新PHY中的当前时间。这可以滤除从MAC到PHY的任何动态延时。
图11图示出了用于同步多个物理层处理器时钟模块的方法1300的示例。在1302，信号被发送给所有(或多个)被请求了其当前时间的PHY。该信号以信号到达与随后在各个PHY处的时间捕获之间的最小偏离(skew)被同时发送。
在1304，CPU或向PHY请求了时间的设备接收来自PHY的当前时间。用于传送时间的任何合适的方法可被采用。例如，PHY可以载入可由CPU访问的寄存器。作为另一示例，PHY可以将数据放在可由CPU访问的FIFO中。FIFO数据还可以包括PHY的标识符。
在1306，CPU比较PHY时钟，并且如果需要，调节PHY时钟。例如，如果CPU根据检索到的时间判定一个PHY的时间与其它PHY的时间相差多于预定量(例如5ns)，则CPU可以发信号通知该PHY相应地增大或减小其时钟。在示例实施例中，CPU可以将当前时间(或时间种子)发送给PHY以更新其时钟。在示例实施例中，CPU比较从PHY返回的时间，并且将其与CPU自己的计时时钟相比较，并且更新计时时钟偏移了多于预定时间量的任何PHY。在特定实施例中，CPU补偿PHY与CPU之间的延迟。
上面描述了示例实施例。当然，无法描述组件或方法的每种可想到的组合，但是本领域技术人员将认识到，示例实施例的许多其它组合和排列也是可以的。因此，本发明意图包括落在所附权利要求的精神和范围内的所有这些变更、修改和变体，所附权利要求要根据公平地、合法地、公正地授予它们的范围来解释。

Claims (13)

1.一种用于标记所接收分组的时间的装置，包括：
物理层处理设备，包括被配置来处理从物理层接口接收到的分组的逻辑，
其中，所述物理层处理设备逻辑被配置来确定所述分组的前导码部分和所述分组的数据部分，
其中，所述物理层处理设备逻辑还被配置来将时间戳插入所述分组的前导码部分，并且
其中，所述物理层处理设备逻辑还被配置来转发所述分组以及被插入前导码中的所述时间戳；与所述物理层处理设备通信的媒体访问控制处理设备，该媒体访问控制处理设备包括用于处理从所述物理层处理设备接收到的分组的逻辑；以及
处理器，该处理器与所述媒体访问控制处理设备通信，
其中，所述物理层处理设备逻辑还被配置来将所述分组以及被插入所述分组的时间戳发送给所述媒体访问控制处理设备，
所述媒体访问控制处理逻辑被配置来将所述分组和所述时间戳转发给所述处理器，
所述物理层处理设备还包括时钟模块，
所述媒体访问控制设备处理逻辑还包括被配置用于将更新的时间发送给所述物理层处理设备的逻辑，
所述物理层处理设备逻辑响应于接收到来自所述媒体访问控制处理设备的所述更新时间，通过补偿所述物理层处理设备与所述媒体访问控制处理设备之间的延迟来调节所述更新时间，并且
所述物理层处理设备还被配置来利用从所述媒体访问控制处理设备接收的经补偿的更新时间来更新所述时钟模块。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述媒体访问控制处理逻辑通过转发所述分组的具有被插入的时间戳的前导码以及所述数据部分，来将所述分组和所述时间戳转发给所述处理器。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述媒体访问控制处理逻辑被配置来通过从所述前导码部分获取所述时间戳并将所述时间戳插入媒体访问控制层前导码部分中，来将所述分组和所述时间戳转发给所述处理器。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器包括用于解析分组并且判断是否保留所述分组的时间戳的逻辑。
5.如权利要求1所述的装置，还包括第二物理层处理设备；
其中，所述物理层处理设备包括与所述处理器通信的第一数据存储设备和第一时钟模块，并且所述第二物理层处理设备包括与所述处理器通信的第二数据存储设备和第二时钟模块；
其中，所述处理器被配置来发信号通知所述物理层处理设备和所述第二物理层处理设备提供当前时间；
其中，所述物理层处理设备响应于该信号将当前时间存储在所述第一数据存储设备中；
其中，所述第二物理层处理设备响应于该信号将当前时间存储器在所述第二数据存储设备中；
其中，所述处理器被配置来分别从所述第一数据存储设备和所述第二数据存储设备获取所述物理层处理设备和所述第二物理层处理设备的时间；
其中，所述处理器还被配置来将时间调节信号发送给所述物理层处理设备；以及
其中，所述物理层处理设备响应于接收到用于调节的所述时间调节信号来调节第一时钟。
6.如权利要求1所述的装置，还包括位于所述处理器与所述媒体访问控制处理设备之间的转发控制器；
其中，所述处理器被配置来通过在分组的头部中设置时间比特和签名来向所述物理层处理设备请求将被发送的分组的时间戳；
其中，所述转发控制器被配置来将所述将被发送的分组、时间比特和签名转发给所述媒体访问控制处理设备；
其中，所述媒体访问控制处理设备将所述将被发送的分组、时间比特和签名转发给所述物理层处理设备；并且
其中，所述物理层处理设备被配置来响应于接收到所述时间比特和签名，存储与所述将被发送的分组被所述物理层处理设备发送时相对应的时间戳。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述处理器被配置来将时间比特和签名插入所述将被发送的分组的头部中。
8.如权利要求6所述的装置，其中，所述物理层处理设备将所述将被发送的分组的时间戳存储在寄存器中以供所述处理器检索。
9.如权利要求6所述的装置，其中，所述物理层处理设备将所述将被发送的分组的时间戳存储在先进先出缓冲器中以供所述处理器检索。
10.如权利要求6所述的装置，其中，所述处理器被配置来将帧标识符与分组相关联；
其中，所述帧标识符与所述分组一起被所述处理器转发给所述转发控制器；
其中，所述转发控制器将所述帧标识符与所述分组一起转发给所述媒体访问控制处理设备；
其中，所述媒体访问控制处理设备将所述帧标识符与所述分组一起转发给所述物理层处理设备；并且
其中，所述帧标识符与所述时间戳一起被存储。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述前导码还包括指示所述时间戳的分辨率的数据。
12.一种记录分组被发送的时间的方法，包括：
在将由处理器发送的分组中设置时间比特；
将设置了时间比特的分组转发给媒体访问控制处理设备；
将设置了时间比特的分组从所述媒体访问控制处理设备转发给物理层处理设备；
由所述物理层处理设备从所述分组去除所述时间比特；
由所述物理层处理设备发送去除了所述时间比特之后的分组；以及
存储与所述分组被所述物理层处理设备发送的时间相对应的时间戳。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
由请求所述时间戳的设备将帧标识符与所述分组相关联；
将经关联的帧标识符与所述分组转发给所述媒体访问控制处理设备；
将经关联的帧标识符与所述分组从所述媒体访问控制处理设备转发给所述物理层处理设备；以及
将所述帧标识符与所述时间戳一起存储。
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