CN106059697B

CN106059697B - 用于时间同步的方法

Info

Publication number: CN106059697B
Application number: CN201610225397.3A
Authority: CN
Inventors: 宋东伸
Original assignee: LS Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: US20160308663A1; CN106059697A; KR101689077B1; US10263760B2; KR20160122601A; JP6471368B2; JP2016208506A; EP3082282A1

Abstract

实施例涉及一种用于时间同步的方法，且更具体地，涉及一种用于使用该方法的装置之间时间同步的方法。用于时间同步的方法包括：从第一装置接收数据；检查包括在所接收到的数据中的第一装置的时间信息；并基于检查后的时间信息校正时间误差，其中利用依据关于第一装置的时间误差的校正常数来校正时间误差。

Description

用于时间同步的方法

技术领域

实施例涉及一种用于时间同步的方法，且更具体地，涉及一种用于装置之间时间同步的方法。

背景技术

为了装置之间数据的传输和接收，试图同步这些装置。在这一点上，基于从主装置或多个装置中的具体装置发送的时间信息，与主装置或具体装置相关联的装置在时间上通常跟循主装置或具体装置。

也就是，在通过通信网络连接的装置中，主装置发送包括有时间戳的消息。时间戳可以包括发送消息的时间点或主装置的时间信息。连接至主装置的从装置可以基于包括在从主装置接收到的消息内的时间戳来与主装置同步。

图1为示出用于装置之间时间同步的现有操作的框图。

参见图1，包括现有服务器10和客户端20的通信系统可以在软件握手(handshaking)方案中实行时间同步。在软件握手方案中，如果客户端20发送时间请求分组给服务器10(S11)，服务器10可以响应于时间请求分组发送服务器10的当前时间信息T作为响应分组给客户端20(S12)。

利用下述等式1，客户端20可以基于从服务器10接收到的当前时间信息来设定当前时间。

【等式1】

客户端的当前时间＝T+RTT/2

也就是，在客户端20发送时间请求分组给服务器10并接收包括有服务器10的当前时间信息T的响应信号的情况下，客户端20可以通过从发送时间请求分组后直到接收到响应信号所经过的整个时间中减去分组传输时间然后将减法的结果RTT/2与当前信息T相加，来设定当前时间。

上述在软件握手方案中装置之间的时间同步要求传输、接收、和解释装置之间的通信分组，使得可能会出现与数据收发器、接收器、和系统相应的几毫秒的时间误差。尽管利用此方案能够实现时间同步的精度，但是由于需要首先解释通信分组，可能会在装置中发生额外工作量。因此，对系统管理来说可能会存在限制并因此导致时间的浪费。

发明内容

为了装置之间高效的时间同步，实施例提供了一种用于时间同步的方法，以及使用该方法的装置。本公开提供了一种能够使装置之间操作所要求的工作量最小化并实现精确的时间同步的用于时间同步的方法，以及使用该方法的装置。

实施例提供了一种用于时间同步的方法，包括：从第一装置接收数据；检查包括在所接收到的数据中的第一装置的时间信息；并基于检查后的时间信息来校正时间误差，其中利用依据关于第一装置的时间误差的校正常数来校正所述时间误差。

附图说明

图1为示出用于时间同步的现有操作的框图。

图2为示出根据本公开的实施例的用于时间同步的操作的框图。

图3为示出根据本公开的实施例的第一装置如何发送和接收数据的流程图。

图4为示出根据本公开的实施例的第二装置如何发送和接收数据的流程图。

图5为示出根据本公开的实施例的用于装置之间时间同步的操作的流程图。

具体实施方式

本发明中所使用的术语为当前广泛地使用的术语，如果可能，但在具体情况下，可能会存在任意选择的术语且在这种情况下，由于在详细说明书部分对它们的意思进行了详细解释，所以应该利用术语的意思而非术语的名称来理解本发明。

然而，本公开可以采用许多替换的形式来具体实现并不应该被解释为局限于本文中所阐述的实施例。因此，尽管本公开能容许各种修正和替换的形式，但在附图中仅通过示例的方式示出其的具体实施例并将在本文中进行详细描述。然而，应该理解地是，不意图将本公开局限于所公开的具体形式，而是相反地，本公开旨在涵盖落在由权利要求书所限定的本公开的精神和范围内的所有修正、等效、以及替换。

图2为用于解释根据本公开的实施例的用于时间同步的操作的框图。

参见图2，数据收发器系统1000可以包括第一装置100和至少一个第二装置200。在根据本公开的实施例的数据收发器系统1000中，第一装置100为主装置，且第二装置200为从装置，但是本公开的方案并不局限于此。也就是，第一和第二装置可以是相同的装置，或主装置可以根据系统的配置被灵活设定。因此，系统的配置未被限制。此外，可以设置多个第二装置，但是本公开的方面并不局限于此。

主装置100可以包括第一通信装置110、第一控制器120和第一存储器130。

第一通信装置110可以包括第一振荡器111和第一时间校正器112。

第一振荡器111可以产生时钟信号，并基于所产生的时钟信号执行装置的操作。第一振荡器111可以不包含于第一通信装置110内，而是可以作为外部单元。

第一时间校正器112可以以与依据由第一振荡器111产生的时钟信号的具体时间间隔来设定装置时间。

第一控制器120可以控制第一通信装置110以将待发送的数据写入发送缓冲器，并将希望接收的数据接收进接收器缓冲器。此外，第一控制器120可以根据第一通信装置的时钟信号控制待发送和接收的数据。此外，第一控制器120可以检查自从装置200接收到的数据，并发送所接收到的数据加上主装置100的时间信息。

第一存储器130可以存储能够在装置之间发送和接收的数据。此外，第一存储器130可以存储通过网络连接的装置的识别信息和状态信息。在第一存储器130根据装置特性操作为从装置的情况下，第一存储器130可以存储从主装置接收到的时间信息，以及与其相应的时间校正信息。

从装置200可以具有与主装置100相似的配置。从装置200可以包括第二通信装置210、第二控制器220和第二存储器230。

从装置200的第二通信装置210可以包括第二振荡器211和第二时间校正器212。

包括在从装置200的第二通信装置210中的第二振荡器211可以具有与主装置100的第一振荡器211相似的配置。第二振荡器211可以以具体时间间隔产生时钟信号，并根据产生的时钟信号实行从装置200的操作。

基于从主装置100接收到的时间信息，第二时间校正器212可以校正时间误差以使从装置212的时间收敛于主装置100的时间。具体地，第二时间校正器212可以接收主装置100的时间信息，并基于所接收到的主装置100的时间信息、从装置200的时间信息和时间校正常数，来使从装置200的时间与主装置100的时间同步。根据实施例的第二时间校正器212的操作和时间校正操作将参考图5进行详细描述。

控制器220可以基于从主装置100接收到的时间信息来控制第二时间校正器212以校正并补偿时间误差。基于校正后的时间，第二控制器220可以控制数据被发送和接收。

第二存储器230可以存储能够在主装置100和通过网络连接的装置之间发送和接收的数据。第二存储器230可以存储从主装置100接收到的或从通过网络连接的装置接收到的时间信息，并存储待由第二时间校正器212校正的时间校正信息数据以及校正后的时间信息。存储于第二存储器230中的时间校正信息数据可以包括基于从主装置100接收到的时间信息的校正常数，以及已经实行的时间校正的次数。第二存储器230可以存储校正后的时间信息和与其相应的校正常数。

基于上述根据本公开的实施例的装置的配置，参考图3到5对根据本公开的实施例的数据发送和接收操作进行详细描述。

图3为示出根据本公开的实施例的第一装置如何发送和接收数据的流程图，且图4为示出根据本公开的实施例的第二装置如何发送和接收数据的流程图。图3和4将结合图2进行描述。

参见图3，作为根据本公开的实施例的主装置的第一装置100的第一控制器120可以将待发送给从装置200的数据写入发送缓冲器中(S310)。

在数据被完全写入发送缓冲器20后，第一控制器120可以激活芯片选择(CS)信号(S320)。

第一控制器120可以判定从装置200的允许信号是否被激活(S330)。

响应于允许信号被激活以允许自从装置200接收数据的判定，第一控制器120控制第一振荡器111以产生时钟信号(S340)。

基于所产生的时钟信号，第一控制器120可以将写入发送缓冲器的数据发送给从装置200。

参考图4对从装置200如何根据主装置100的操作来发送和接收数据进行描述。

参见图4，基于第二控制器220的控制，从装置200可以将待发送给主装置100的数据写入发送缓冲器中(S410)。

当数据被完全地写入发送缓冲器后，第二控制器230可以判定主装置100的CS信号是否被激活(S420)。

响应于主装置100的CS信号被激活的判定，第二控制器230可以激活允许信号(S430)。也就是，为了将写入发送缓冲器的数据发送给主装置100，一旦主装置100的CS信号被激活，从装置200的第二控制器230就激活允许信号。

一旦允许信号被激活，第二控制器230可以控制第二振荡器211以产生时钟信号。基于由第二振荡器211产生的时钟信号，第二控制器230可以发送或接收数据。

在这一点上，根据本公开的实施例，第二装置，即，从装置，可以检查包括在从主装置接收到的数据中的主装置的时间信息，并可以基于检查后的时间信息来校正从装置的时间。

下文中，参考图5对根据本公开的实施例的用于装置之间的时间同步的方法进行详细描述。

图5为示出根据本公开的实施例的用于装置之间时间同步的操作的流程图。图5结合图2进行描述。

参见图5，根据本公开的实施例的第一装置100和第二装置200可以基于包括在上述装置之间发送和接收的数据中的时间信息来实行同步。

第一装置100和第二装置200中的每一个，即，主装置100和至少一个从装置200，可以初始化其的时间信息以实行与彼此的时间同步(S502)。

一旦初始化主装置100和从装置200的时间信息，如图3和4所述，装置100和200就可以相对于彼此发送和接收数据(S504)。

在这一点上，从装置200可以检查包括在从主装置100接收到的数据中的主装置100的时间信息(S506)。

基于相对于主装置100完全发送和接收数据时的时间点处接收到的时间信息，从装置200可以校正其的时间信息(S508)。也就是，基于包括在从主装置100接收到的最后一个数据中的时间信息，从装置200可以校正其的时间信息。

可以利用如下等式2校正从装置200的时间信息：

【等式2】

第二装置_时间[1]＝第二装置_时间[1]-α×(第二装置_时间-第一装置_时间)，(0<α<1)

如等式2中所示，基于在完全发送和接收数据时的时间点处的主装置100的时间信息来校正后的从装置200的时间，可以是从装置200的时间与通过自从装置200的时间减去主装置100的时间然后减法结果乘以校正常数α而获得的值之间的差。在这一点上，校正常数α可以为介于0和1之间的值。

利用等式2来校正时间的从装置200可以在时间上与主装置100同步，然后可以基于校正后的时间来计时直到发送和接收下一个数据。在图5中，提供了自完全发送和接收了第一数据起预定时间Ta、Tb(或者时间间隔1T)后发送和接收第二数据的示例。

主装置100和从装置200可以在预定时间Ta、Tb(即，时间间隔1T)后实行发送和接收数据的操作。

在完全发送和接收第二数据后，从装置200可以再次实行在完全发送和接收第一数据时所实行的时间校正。

也就是，在完全发送和接收第二数据后，从装置200可以检查包括在从主装置100接收到的最后一个数据中的时间信息，其换而言之为在相对于主装置100完全发送和接收数据时的时间点处接收到的时间信息(S512)。

基于检查后的时间信息，从装置200可以校正其的时间信息(S514)。

在完全发送和接收第二数据后，从装置200根据上述等式2校正其的时间信息。

在这一点上，从主装置100接收到的时间可以是通过向与第一数据一起发送的时间信息加上时间Ta所得的时间，时间Ta是第二数据的传输后已经历的时间。

因此，可以利用等式2校正从装置200的时间。

第二装置_时间[2]＝第二装置_时间[2]-α×(第二装置的时间-第一装置的时间)＝2Tb-α×(Tb-Ta)(0<α<1)

也就是，在自第一数据的传输和接收起的时间Ta、Tb后完全发送和接收第二数据时的时间处，可以通过向在发送和接收第一数据时校正后的时间加上经过的时间来计算从装置200的时间。

基于上述操作，主装置100和从装置200可以在已经过Ta、Tb(2T)后发送和接收第三数据。

如上所述，主装置100和从装置200可以发送和接收数据，且从装置200可以通过基于包括在从主装置100接收到的数据中的时间信息来校正从装置200的时间，从而在时间上与主装置100同步。因此，在从装置200相对于主装置100发送和接收数据并实行时间校正n次的情况下，第二装置200校正后的时间可以由如下等式3所示进行定义：

【等式3】

利用等式3，主装置100和从装置200，即，第一装置和第二装置，发送和接收数据。第一和第二装置之间的时间误差可以与第二装置200基于第一装置100的时间信息已经被校正时间的次数的增加成比例地收敛为也就是，在第一和第二装置之间的时间误差可以收敛为作为第一和第二装置之间用于发送和接收数据的时间间隔的差(Tb-Ta)除以校正常数α所得的数值。

此外，校正常数α可以设定为0和1之间的值。校正常数α越接近1，可以获得越大的校正后的值。因此，在出现临时误差的情况下，用于误差的校正的值可能会大。此外，如果校正常数α接近0，时间误差可以收敛为0。因此，在第一和第二装置之间时间误差等于或大于基准值的情况下，可以利用设定为接近1的值的校正常数α实行时间校正。可替换地，在第一和第二装置之间的时间误差小于基准值的情况下，可以利用设定为接近0的值的常数值α实行时间校正。

尽管已经参照数个其示范实施例对一些实施例进行了描述，但应该理解的是，本领域技术人员能够设想出将落在本公开原理的精神和范围内的许多其他的修改和实施例。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置做出各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置做出的各种变化和修改以外，对于本领域的技术人员来说，替换使用也将是显而易见的。

Claims

1.一种用于时间同步的方法，包括：

通过第二装置从第一装置接收数据；

检查包括在所接收到的数据中的所述第一装置的时间信息；以及

基于检查后的时间信息校正时间误差以获取校正后的时间，

其中利用依据关于所述第一装置的时间误差的校正常数来校正所述时间误差，

其中利用以下等式来获取所述校正后的时间(第二装置_时间[1])：

第二装置_时间[1]＝第二装置_时间-α×(第二装置_时间-第一装置_时间)，(0<α<1)

其中通过从所述第二装置的时间(第二装置_时间)减去所述第一装置的时间(第一装置_时间)而得到的时间误差被乘以根据关于所述第一装置的所述时间误差来确定的校正常数(α)，然后从当前时间值减去该乘法的结果值。

2.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一装置的所述数据的接收包括：响应于由所述第一装置激活芯片选择(CS)信号来激活允许信号，并基于时钟信号发送和接收数据。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在校正所述时间误差之前初始化预设的时间信息。

4.如权利要求1所述的方法，其中基于包括在从所述第一装置接收到的最后一个数据中的时间信息来校正所述时间误差。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：存储校正后的时间信息和与其相应的校正常数。

6.如权利要求1所述的方法，其中，在从校正所述时间误差起已经历阈值时间T_a、T_b后完全发送和接收第二数据的情况下，通过向所述校正后的时间(第二装置_时间[1])加上所经历的阈值时间T_a、T_b来校正所述时间误差，

其中所述阈值时间T_a、T_b表示自发送和接收所述数据起直到发送和接收所述第二数据所经过的时间。

7.如权利要求1所述的方法，其中，在关于所述第一装置的所述时间误差大于基准值的情况下，利用设定为接近1的值的校正常数(α)来校正所述时间误差。

8.如权利要求1所述的方法，其中，在相对于所述第一装置实行n次数据收发操作中，校正所述时间误差的结果基于校正常数α和校正次数n来确定并表示为如下：

其中T_a、T_b表示自发送和接收所述数据起直到发送和接收下一个数据所经过的时间。

9.如权利要求8所述的方法，其中关于所述第一装置的所述时间误差与校正次数n的增加成比例地收敛为