CN105515708A - 基于fc网络的一种时钟同步精度测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术的时钟同步领域，公开了一种基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置及方法。时钟同步精度测试装置包括一个时钟服务器和多个时钟客户端，分别与FC交换机相连，分别用来发送和接收SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语；记录时钟服务器发送SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语时间点和时钟同步原语值；记录各个时钟客户端接收SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语时间点和时钟同步原语值；分别计算各端口时钟同步精度，判断是否满足要求。通过本发明可以无需人工干预，实时测试FC交换机的时钟同步精度，测试强度高，测试结果可靠；易于硬件逻辑实现，可以对FC交换网络的时钟同步进行纳秒级精度测试。

Description

基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置及方法

技术领域

本发明涉及通信系统中的时钟同步领域，特别涉及基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置及方法。

背景技术

FC交换网络具备高带宽、低延迟和高可靠等特性，非常适合在对数据传输实时性有较高要求的分布式实时系统中使用。

在FC交换网络由FC节点机和FC交换机组成，所有的FC节点机通过FC链路与FC交换机相连，进行分布式实时通信。为实现FC交换网络的时钟同步，通常选择一个FC节点机作为时钟同步服务器，其余FC节点机作为时钟同步客户端，FC交换机作为时钟同步装置。作为时钟服务器的FC节点机定时发送SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语，作为时钟同步装置的FC交换机接收到SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语后，更新本地RTC后，将新的SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语向作为时钟客户端的FC节点机发送。作为FC节点机接收到SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语后，更新本地RTC，实现时钟同步。

在当前的时钟同步精度测试中，通常以一个FC节点机作为时钟服务器，以一个FC节点机作为时钟客户端，以一个FC交换机作为时钟同步装置，通过人工记录时钟服务器发送的SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语和时钟客户端接收的SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语，并进行计算，来判断时钟同步精度是否满足要求。人工记录计算复杂，并且无法实时计算时钟同步精度，对时钟同步精度测试存在不完备性。而FC交换网络对时钟同步的要求非常高，因此，如何对FC交换网络的时钟同步精度进行测试，是当前存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FC交换网络的一种时钟同步精度测试装置及方法，用来测试FC交换网络的时钟精度是否满足要求。

本发明是通过以下技术解决方案来实现的：

基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特殊之处在于，

包括时钟服务器和多个时钟客户端；

所述时钟服务器包括计时器、第一转换单元、定时器和发送单元；

计时器用于计时所述时钟服务器时间信息，计时器的分辨率与被测FC交换机内部计时器的分辨率相同；

第一转换单元用于将计时器的时间值RTCt转换为NDC值；

发送单元用于向被测FC交换机发送时钟同步原语；

定时器用来定时发送单元发送时钟同步原语的周期；

时钟客户端包括接收单元、第二转换单元和时钟同步精度判断单元；

接收单元用于接收来自被测FC交换机的时钟同步原语，并提取时钟同步原语的NDC值发送给第二转换单元；

第二转换单元用于将NDC值转换为时间值RTCr；

时钟同步精度判断单元用于判断被测FC交换机的时钟同步精度是否满足要求。

上述计时器为42位计时器。

上述发送单元向被测FC交换机发送的时钟同步原语包括第一转换单元转换得到的NDC值，这个NDC值从高低插入到时钟同步原语的低16位。

上述发送单元向被测FC交换机发送的时钟同步原语前后分别至少2个IDLE原语。

上述时钟同步精度判断单元的时钟同步精度基准值为ΔT，时钟同步精度判断单元的判断步骤如下：

1)计算时钟客户端接收时钟同步原语的时刻Tr与时钟服务器发送时钟同步原语的时刻Tt之差，即Tr-Tt；

2)计算时钟客户端接收到的时钟同步原语RTC值RTCr与时钟服务器发送的时钟同步原语RTC值RTCt之差，即RTCr-RTCt；

3)计算上述两值之差的绝对值ΔT′，即|(Tr-Tt)-(RTCr-RTCt)|；

4)判断ΔT′是否大于时钟同步精度基准值ΔT，如果大于则被测FC交换机的时钟同步精度不满足要求；否则，满足要求。

第一转换单元和第二转换单元均是基于AmericanNationalStandardforinformationTechnology-FibreChannel-FramingandSignaling(FC-FS)标准的转换单元；该标准发布日期为2003年3月26日。

利用上述基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置的测试方法，包括以下步骤：

1)设置时钟同步精度基准值；

2)定时器达到定时周期后，发送单元向被测FC交换机发送时钟同步原语，并记录发送时间点及时钟同步原语NDC值；

3)各时钟客户端的接收单元接收到来自被测FC交换机的时钟同步原语，并记录接收时间点和时钟同步原语NDC值；

4)各时钟客户端通过时钟同步精度判断单元判断各自的时钟同步精度是否满足要求；

5)如果任一时钟客户端的时钟同步精度不满足要求，流程结束；否则，跳转到步骤2)，继续进行测试。

本发明具有的优点是：

1、无需人工干预，可以实时测试FC交换机的时钟同步精度，测试强度高，测试结果可靠；

2、采用硬件逻辑实现，可以对FC交换网络的时钟同步进行纳秒级精度测试；

3、可以实现对多端口的时钟同步精度测试。

附图说明

图1是发明的结构示意图；

图2是时钟服务器结构示意图；

图3是7位RTC值与8位NDC值对应关系示意图；

图4是时钟客户端结构示意图；

图5是时钟同步精度测试流程示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种基于FC交换网络的时钟同步精度测试装置及方法，设计逻辑电路来模拟时钟服务器和时钟客户端，分别与FC交换机相连，分别用来发送和接收SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语；记录时钟服务器发送SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语时间点和时钟同步原语值；记录各个时钟客户端接收SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语时间点和时钟同步原语值；分别计算各端口时钟同步精度，判断是否满足要求。

基于FC交换网络的时钟同步精度测试装置如图1所示。

时钟同步精度测试装置主要一个时钟服务器和若干个时钟客户端组成。时钟服务器和时钟客户端分别与FC交换机各端口相连，时钟服务器用于定时向FC交换机发送SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语，时钟客户端用于接收FC交换机发送的SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语。

(1)时钟服务器

时钟服务器结构如图2所示，主要由计时器(RTC)、第一转换单元、定时器和发送单元组成。

其中，RTC为42位计时器，代表时钟服务器本地的时间信息，其分辨率与FC交换机内部RTC的分辨率相同，可配置为1纳秒、10纳秒、100纳秒等，用来支持不同分别率的时钟同步精度测试。

第一转换单元用来将42位RTC值转换为48位NDC值。首先将42位RTC值按照从高到低分为7位的RTC6、RTC5、RTC4、RTC3、RTC2和RTC1，然后将它们分别转换为8位的NDC6、NDC5、NDC4、NDC3、NDC2和NDC1，然后按照从高到低拼成48位的NDC值。7位RTC值到8位NDC值一一对应，对应关系见图3。

定时器用来定时触发SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语的发送，定时器以毫秒为单位进行计时，定时周期可设置，当定时器计时达到设定周期值时，通知发送单元发送SYNx，SYNy，SYNz时钟同步原语。

发送单元用来发送SYNx，SYNy，SYNz原语，首先将48位NDC值按照从高低分别插入到SYNx，SYNy，SYNz原语的低16位，收到定时器的发送通知后进行发送；发送规则为插在帧与帧之间的原语中进行发送，并且SYNx，SYNy，SYNz原语前后分别至少2个IDLE原语。发送单元记录下发送SYNx，SYNy，SYNz原语值及发送时刻，并发送给时钟客户端的时钟同步精度判断单元。

(2)时钟客户端

时钟客户端用来接收来自FC交换机的SYNx，SYNy，SYNz原语，其结构如图4所示，主要由接收单元、第二转换单元和时钟同步精度判断单元组成。

其中，接收单元用来来自FC交换机的SYNx，SYNy，SYNz原语，并提取出48位NDC值，发送给第二转换单元。

第二转换单元用来将48位NDC值转换为42位RTC值。首先将48位NDC值按照从高到低分为8位的NDC6、NDC5、NDC4、NDC3、NDC2和NDC1，然后将它们分别转换为7位的RTC6、RTC5、RTC4、RTC3、RTC2和RTC1，然后按照从高到低拼成42位的RTC值。7位RTC值到8位NDC值一一对应，对应关系见图3。

时钟同步精度判断单元的时钟同步精度基准值为ΔT，时钟同步精度判断单元用来判断时钟同步精度是否满足要求。判断步骤如下：

1)计算时钟客户端接收时钟同步原语的时刻Tr与时钟服务器发送时钟同步原语的时刻Tt之差，即Tr-Tt；

2)计算时钟客户端接收到的时钟同步原语RTC值RTCr与时钟服务器发送的时钟同步原语RTC值RTCt之差，即RTCr-RTCt；

3)计算上述两值之差的绝对值ΔT′，即|(Tr-Tt)-(RTCr-RTCt)|；

4)判断ΔT′是否大于时钟同步精度基准值ΔT，如果大于则被测FC交换机的时钟同步精度不满足要求；否则，满足要求。

2、时钟同步精度测试流程

时钟同步精度测试流程如图5所示，流程如下：

1)设置时钟同步精度基准值；

2)定时器达到定时周期后，发送单元向被测FC交换机发送时钟同步原语，并记录发送时间点及时钟同步原语NDC值；

3)各时钟客户端的接收单元接收到来自被测FC交换机的时钟同步原语，并记录接收时间点和时钟同步原语NDC值；

4)各时钟客户端通过时钟同步精度判断单元判断各自的时钟同步精度是否满足要求；

5)如果任一时钟客户端的时钟同步精度不满足要求，流程结束；否则，跳转到步骤2)，继续进行测试。

Claims (7)

1.基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，

包括时钟服务器和多个时钟客户端；

所述时钟服务器包括计时器、第一转换单元、定时器和发送单元；

计时器用于计时所述时钟服务器时间信息，计时器的分辨率与被测FC交换机内部计时器的分辨率相同；

第一转换单元用于将计时器的时间值RTCt转换为NDC值；

发送单元用于向被测FC交换机发送时钟同步原语；

定时器用来定时发送单元发送时钟同步原语的周期；

时钟客户端包括接收单元、第二转换单元和时钟同步精度判断单元；

接收单元用于接收来自被测FC交换机的时钟同步原语，并提取时钟同步原语的NDC值发送给第二转换单元；

第二转换单元用于将NDC值转换为时间值RTCr；

时钟同步精度判断单元用于判断被测FC交换机的时钟同步精度是否满足要求。

2.根据权利要求1所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，所述计时器为42位计时器。

3.根据权利要求2所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，发送单元向被测FC交换机发送的时钟同步原语包括第一转换单元转换得到的NDC值，这个NDC值从高低插入到时钟同步原语的低16位。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，发送单元向被测FC交换机发送的时钟同步原语前后分别至少2个IDLE原语。

5.根据权利要求4所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，所述时钟同步精度判断单元的时钟同步精度基准值为ΔT，时钟同步精度判断单元的判断步骤如下：

1)计算时钟客户端接收时钟同步原语的时刻Tr与时钟服务器发送时钟同步原语的时刻Tt之差，即Tr-Tt；

2)计算时钟客户端接收到的时钟同步原语RTC值RTCr与时钟服务器发送的时钟同步原语RTC值RTCt之差，即RTCr-RTCt；

3)计算上述两值之差的绝对值ΔT′，即|(Tr-Tt)-(RTCr-RTCt)|；

4)判断ΔT′是否大于时钟同步精度基准值ΔT，如果大于则被测FC交换机的时钟同步精度不满足要求；否则，满足要求。

6.根据权利要求5所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置，其特征在于，所述第一转换单元和第二转换单元均是基于AmericanNationalStandardforinformationTechnology-FibreChannel-FramingandSignaling(FC-FS)标准的转换单元。

7.利用权利要求1至6任一所述的基于FC网络的一种时钟同步精度测试装置的测试方法，其特征在于，

1)设置时钟同步精度基准值；

2)定时器达到定时周期后，发送单元向被测FC交换机发送时钟同步原语，并记录发送时间点及时钟同步原语NDC值；

3)各时钟客户端的接收单元接收到来自被测FC交换机的时钟同步原语，并记录接收时间点和时钟同步原语NDC值；

4)各时钟客户端通过时钟同步精度判断单元判断各自的时钟同步精度是否满足要求；

5)如果任一时钟客户端的时钟同步精度不满足要求，流程结束；否则，跳转到步骤2)，继续进行测试。