CN102413055A - 一种软硬件结合实现的报文时间戳标记系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软硬件结合实现的报文时间戳标记系统和方法，其特征在于，硬件中设置一个计数器，当系统启动时，由软件读取当前操作系统的时间，作为采样软件的基准时间，并启动硬件计数器计数，当计数器启动后，根据硬件的运行频率，从0开始，周期性增加计数器的值。当每个报文到达时，采样卡硬件把计数器的值标记到报文中，软件读取报文中的计数器，通过换算得到报文的时间戳。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：改进报文采集设备中时间戳的标记方法。

Description

一种软硬件结合实现的报文时间戳标记系统和方法

技术领域

本发明属于网络数据处理领域，具体涉及一种软硬件结合实现的报文时间戳标记系统和方法。 

背景技术

网络数据采集设备中，为了对网络性能进行测量，需要在每个报文中标记时间戳，用来表示报文到达采集设备的时间，精度通常为微秒甚至纳秒级，为保证时间戳的精确性，需要由硬件把当前时间标记到报文上。 

专利号为CN201110138246.1、名称为“一种传输数据的方法”公开了一种传输数据的方法，在首次向OPC服务器传输数据时，除直接传输各测点的开关量和质量码之外，还以基准时间结合偏移量的形式传输各测点的时间戳，数据报文中包含OPC标准规定的所有字段，保证了数据的完整性和准确性，另外，由于在每个数据报文中只包含一个占据8字节的基准时间，并且各测点的偏移量以不少于20bits传输即可，所以在保证数据报文完整性的前提下，缩减了向OPC服务器传输的数据容量，不需进行数据压缩就可以向OPC服务器传输数据，保证了数据传输的实时性；在非首次向OPC服务器传输数据时，只传输发生变化的质量码，进一步缩减了向OPC服务器传输的数据容量。 

此外，专利号为CN200510102815.1、名称为“数据通信网络中时延特性的测量方法”公开了一种数据通信网络中时延特性的测量方法。该方法的过程包括：发送端生成至少一个测量报文，通过微码/硬件逐个标记第一发送时间戳，并将上述测量报文发出；接收端分离出测量报文，并用微码/硬件逐个标记第一接收时间戳；接收端用自身的微码/硬件为分离出的测量报文逐个标记第二发送时间戳，并通过数据通信网络将上述测量报文发送给发送端；发送端分离出所述测量报文，并用自身的微码/硬件逐个标记第二接收时间戳；根据测量报文所标记的第一发送时间戳、第一接收时间戳、第二发送时间戳和第二接收时间戳，计 算出发送端和接收端之间的时延特性。 

但上述实现方法都是在报文采集卡上配置一个时钟芯片，进行持续的高精度的计时，每收到一个报文，就把当前时间标记到报文中，为保证采集卡的时钟能够持续计时，需要在卡上安装一个电池。这些方案中，采集卡上的电池不仅导致硬件设计复杂，也不利于设备长期储存。 

发明内容

与现有技术相比，本发明克服采集卡上的电池不仅导致硬件设计复杂，不利于设备长期储存的缺陷，通过软硬件结合的方式实现报文时间戳的标记，简化了硬件设计。 

本发明提供了一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，包括软件和硬件两个模块，所述硬件模块包括周期计数器模块和计数器值标记模块。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其软件模块进一步包括时间戳计算模块、系统初始化模块和基准时间值存储模块。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其周期计数器的值用于标记报文的时间戳。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其计数器值标记模块将计数器值作为时间戳标记到报文中。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其基准时间值存储模块用于存储系统初始化时的操作系统时间。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其系统初始化模块用于系统启动时，启动所述计数器模块并开始计数。 

本发明提供的软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，其时间戳计算模块用于根据报文中的时间戳标记和基准时间来计算实际的时间戳。 

本发明还提供了一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，通过一个硬件运行频率周期计数器，结合报文采样系统的的软件，实现时间戳标记。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其进一步包括软件读取报文中的计数器值，通过结合系统的基准时间换算来得到报文的时间戳。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其当计数器启动后，其根据硬件的运行频率，从0开始，周期性增加计数器的值。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其硬件里的计数器计数启动时间，由软件的系统初始化模块来控制。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其软件的系统初始化模块启动时，把当前操作系统时间保存到一个基准时间变量中。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其当输入报文到达硬件后，硬件把所述硬件计数器的值作为时间戳标记到报文中，并把报文上传给软件。 

本发明提供的一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其软件从报文中获取硬件标记的所述计数器的值，根据硬件采集报文的运行频率和计数周期，计算出所述报文相对于硬件采集该报文时的硬件计数器启动的相对时间，再加上初始化模块保存的基准时间，得到所述报文的实际时间戳。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：并改进报文采集设备中时间戳的标记方法，报文采集卡硬件设计简单，利于设备长期储存。 

附图说明

图1是本发明结构示意图。 

具体实施方式

图1是本发明结构示意图，其包括软件和硬件两个模块，所述硬件模块包括周期计数器模块和计数器值标记模块。其软件模块包括时间戳计算模块、系统初始化模块和基准时间值存储模块。 

其中周期计数器的值用于标记报文的时间戳，而其计数器值标记模块将计数 器值作为时间戳标记到报文中。 

其中基准时间值存储模块用于存储系统初始化时的操作系统时间。 

其中系统初始化模块用于系统启动时，启动所述计数器模块并开始计数。 

其中时间戳计算模块用于根据报文中的时间戳标记和基准时间来计算实际的时间戳。 

本发明的实现方法和过程如下： 

(1)硬件中设置一个计数器，当计数器启动后，根据硬件的运行频率，从0开始，周期性增加计数器的值。 

(2)系统启动时，软件的系统初始化模块把当前操作系统时间保持到一个基准时间变量中，同时启动硬件里的计数器计数。 

(3)当输入报文到达采集卡后，采集卡把硬件计数器的值作为时间戳标记到报文中，把报文上传给软件。 

(4)软件从报文中获取采集卡标记的计数器的值，根据采集卡运行频率和计数周期，计算出报文相对于采集卡硬件计数器启动的相对时间，再加上初始化模块保存的基准时间，得到报文的时间戳。 

本发明不需要在报文采集卡上配置一个时钟芯片，硬件设计简单，利于设备长期储存。改进报了文采集设备中时间戳的标记方法。 

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者同等替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (14)

1.一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的系统，包括软件和硬件两个模块，其特征在于，所述硬件模块包括周期计数器模块和计数器值标记模块。

2.权利要求1所述的系统，其特征在于所述软件模块包括时间戳计算模块、系统初始化模块和基准时间值存储模块。

3.权利要求1-2所述的系统，其特征在于所述周期计数器的值用于标记报文的时间戳。

4.权利要求1-3所述的系统，其特征在于所述计数器值标记模块将计数器值作为时间戳标记到报文中。

5.权利要求1-4所述的系统，其特征在于所述基准时间值存储模块用于存储系统初始化时的操作系统时间。

6.权利要求1-5所述的系统，其特征在于所述系统初始化模块用于系统启动时，启动所述计数器模块开始计数。

7.权利要求1-6所述的系统，其特征在于所述时间戳计算模块用于根据报文中的时间戳标记和基准时间来计算实际的时间戳。

8.一种软硬件结合实现的报文时间戳标记的方法，其特征在于，通过一个硬件运行频率周期计数器，结合报文采样系统的的软件，实现时间戳标记。

9.权利要求8所述的方法，其特征在于软件读取报文中的计数器值，通过结合系统的基准时间换算来得到报文的时间戳。

10.权利要求8-9所述的方法，其特征在于当计数器启动后，其根据硬件的运行频率，从0开始，周期性增加计数器的值。

11.权利要求8-10所述的方法，其特征在于所述硬件里的计数器计数启动时间，由软件的系统初始化模块来控制。

12.权利要求8-11所述的方法，其特征在于软件的系统初始化模块启动时，把当前操作系统时间保存到一个基准时间变量中。

13.权利要求8-12所述的方法，其特征在于当输入报文到达硬件后，硬件把所述硬件计数器的值作为时间戳标记到报文中，并把报文上传给软件。

14.权利要求8-13所述的方法，其特征在于软件从报文中获取硬件标记的所述计数器的值，根据硬件采集报文的运行频率和计数周期，计算出所述报文相对于硬件采集该报文时的硬件计数器启动的相对时间，再加上初始化模块保存的基准时间，得到所述报文的实际时间戳。

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