CN107113073A - 同步网络设备的时钟的方法 - Google Patents

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CN107113073A CN201480084167.9A CN201480084167A CN107113073A CN 107113073 A CN107113073 A CN 107113073A CN 201480084167 A CN201480084167 A CN 201480084167A CN 107113073 A CN107113073 A CN 107113073A
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Abstract

本发明涉及一种优选地在具有信道接入方法的非确定性网络(1)中，使网络设备(100，200)的时钟同步的方法，其中，无法确定网络设备接入非确定性网络(1)所需的时间，每个网络设备(100，200)包括至少一个时钟，第一网络设备(100)的第一时钟与第二网络设备(200)的第二时钟(VCXOa)之间相差偏移，并且由于漂移，偏移可随时间发生变化，第二网络设备(200)的第二时钟(VCXOa)应与第一网络设备(100)的第一时钟同步，第二网络设备(200)的第二时钟(VCXOa)与第二网络设备(200)的任何其他时钟分开地并且与任何其他网络设备的任何其他时钟分开地进行调整，确定并补偿第一网络设备(100)的时钟与第二网络设备(200)的时钟(VCXOa)之间的漂移。

Description

同步网络设备的时钟的方法
技术领域
本发明涉及一种同步网络设备的时钟的方法。
背景技术
为特别是在非确定性网络，特别是无线网络中，传输低延迟时间敏感性数据，需要保持发射机和接收机的时钟同步。特别是用于传输数据的数据时钟必须同步。
各种协议可用于实现时钟的同步；一些示例是NTPv3(网络时间协议：NetworkTime Protocol)、IEEE1588(精确时间协议，PTP：Precision Time Protocol)或其衍生物802.1AS(对桥接局域网中的时间敏感性应用的定时和同步)和802.11v(无线LAN)。有线网络中同步数据时钟的解决方案从系统时钟而衍生出保持同步的数据时钟。
为同步两个时钟，以下两个值或参数是特别重要的：偏移和漂移。偏移是两个时钟之间的瞬时差值。漂移是此偏移随时间推移的增加。偏移通常还将延迟时间(也称为发送延迟时间或传输延迟时间)考虑进来。该延迟时间是在发射机与接收机之间传输数据所花费的时间。对于需同步的时钟，偏移和漂移必须为零。特别地，从时钟的偏移和漂移被调整为零，以便使该从时钟与主时钟同步。
在有线网络的已知实现中，漂移被用来补偿偏移并创建控制环路。该控制环路的收敛时间与包括延迟时间的绝对偏移有关。通常，需要一定的时间，用以漂移直到从系统时钟的偏移为零的时间，来达到锁定状态。如果偏移量大，那么初始漂移需要很长时间。因此，直到两个时钟同步可需要很长时间。
经常使用的解决方案是硬调整从系统时钟。然而，这可能会对从该系统时钟衍生的时钟产生(稳定性)后果。另外，使用系统时钟潜在地引入了不需要的行为，例如所有衍生时钟(也称为外围设备)将具有“可变的”频率，而不是仅仅需要同步的时钟。
此外，这些已知的实现被设计用于有线网络，并且通常与非确定性网络不兼容。在非确定性网络中，信道接入方法允许连接到同一多点传输介质的几个终端通过它传输并共享其容量。几个网络设备共享同一介质。特别地，非确定性网络是无线网络、总线网络、环形网络、星形网络或半双工点对点链路。
在这种大量网络设备共享非确定性网络的介质的情况下，不可能确定网络设备是否可访问介质。此外，难以或甚至会不可能预测网络设备是否能够通过非确定性网络传输数据，在数据传输中引入可变(非确定性)延迟。
发明内容
由于这些种类的网络的不确定性，因此与更多的确定性网络相比，非确定性网络需要一种不同的同步网络设备的时钟的方法。因此，本发明的目的是提供一种在短时间内且在对网络设备没有稳定性问题的情况下，使非确定性网络中的网络设备的时钟同步的方法。
根据本发明，提出了一种具有独立权利要求1的特征的，同步优选在非确定性网络中的网络设备的时钟的方法。
根据本发明，包括多个网络设备的非确定性网络中的至少第一网络设备的时钟和第二网络设备的时钟将被同步。
非确定性网络是特别是具有(多)信道接入方法的网络，即无法确定网络设备访问非确定性网络所需的时间的网络。优选地，无法确定网络设备是否可访问非确定性网络。此外，无法肯定地确定网络设备是否可通过非确定性网络(可变的，不可预测的延迟)传输数据。
每个网络设备包括至少一个时钟，特别是至少两个时钟。特别地，网络设备的一个时钟是CPU时钟，即相应的网络设备的主时钟。特别地，网络设备的另一个时钟是数据时钟，特别是时间敏感性数据时钟。该数据时钟用于数据传输。
特别地，网络设备中的一个是主设备。该主设备包括主时间基准，其他网络设备(被认为是从设备)应与所述主时间基准同步。为通过非确定性网络传输数据，从设备的数据时钟必须与主设备的时钟同步。
特别地，第一网络设备被认为是主设备，第二网络设备被认为是从设备。第一网络设备的第一时钟被认为是主时钟。第二网络设备的第二时钟被认为是从时钟。调整从时钟以便使从设备的该第二时钟适应于主设备的主时钟。主设备的主时钟可以是数据时钟、时间敏感性主时钟和/或CPU时钟。
本发明的实质包括三个不同的方面。本发明的第一方面是网络是非确定性的。特别地，第一方面包括从设备的从时钟应与非确定性网络的主时钟同步，在数据传输中引入可变的(非确定性)延迟。
本发明的第二方面是该从时钟与非确定性网络中的任何其他时钟解耦。根据本发明的这个方面，所有网络设备的所有时钟彼此解耦。特别地，单个网络设备的每个时钟与所述网络设备的所有其他时钟解耦，以及与任何其他网络设备的任何其他时钟解耦。
从设备的从时钟(即第二网络设备的第二时钟)与主设备的主时钟(即第一网络设备的第一时钟)同步。因此，该从时钟独立地并且与第二网络设备的任何其他时钟分离地并且与任何其他网络设备的任何其他时钟分离地进行适配。因此，从时钟与网络设备的任何其他时钟解耦。
根据本发明，该从时钟相应地与从设备的系统时钟或本地时钟，特别是与从设备的CPU时钟解耦。因此，在根据本发明的方法的过程中，从设备的本地/系统时钟不被调整，并且不需要被适配以使从时钟与主时钟同步。这给从设备的系统和从本地/系统时钟衍生的其他时钟更多稳定性。时钟的这种去耦提供了许多优点和可能性。因此，可对数据时钟做出平滑调整。也可以具有不同速率的多个数据时钟。
本发明的第三方面是通过稳定状态来实现时钟的同步。特别地，为同步从时钟和主时钟，确定并补偿从时钟与主时钟之间的漂移。在补偿了该漂移的情况下，从时钟和主时钟处于所述稳定状态。
通过相应地调整从时钟来补偿漂移。特别地，该漂移补偿在从时钟的单次更新中完成。通过此更新，从时钟被强制进入稳定状态。为了此更新，控制信号与时钟偏差之间的关系必须是已知的。特别地，该控制信号是一个信号，通过该信号调整从时钟，特别是调整时钟偏差。此更新后，主时钟和从时钟处于稳定状态，因此在这两个时钟之间没有漂移。
因此，本发明不使用连续漂移补偿或连续控制环路来调整两个时钟直到它们最终收敛并且处于同步。而是本发明使用基于步骤的方法。根据本发明，漂移是被直接确定的并被明确地补偿。这样，可在短时间内实现时钟的同步。
特别地通过交换适当的数据，特别是适当的信息和/或请求来实现同步。该数据特别地以数据包，即适当的同步包的形式交换。
特别地，日历时间(TOD：Time of Day)被用作主时钟的绝对时间。所述日历时间包含年、月、日、小时、分、秒和纳秒的信息。在使用日历时间的情况下，时间敏感性数据也可在不同的非确定性网络之间传输。
优选地，补偿主时钟与从时钟之间的偏移。在确定漂移并补偿漂移后，主时钟和从时钟处于稳定状态。然而，通常会出现在两个时钟之间的(初始)偏移。此偏移是被特别确定和补偿的。特别地，(传输)延迟时间也被补偿。特别地，延迟时间不必被具体地设置，而是自动地与偏移一起被补偿。
经由更新机制通过设置从时钟来补偿偏移和延迟。该更新机制将数据时钟的周期时间考虑进来。跳过数据时钟的一个或一个以上完整周期时间。在此，保持所述稳定状态，于是主时钟与从时钟之间没有漂移。
偏移，特别是补偿延迟的偏移，现在在主时钟的周期内。当漂移为零时，时钟现在处于锁定状态，主时钟与从时钟同步。为随时间推移保持此同步，可进行自适应补偿。
优选地，时钟以基于步骤的方式被同步。在此基于步骤的方法的第一步骤，分析步骤中，确定两个时钟的漂移。在第二步骤，漂移补偿步骤中，漂移得到补偿。特别地，如上所述，在从时钟的单次更新中进行补偿漂移。在该漂移补偿步骤中的漂移补偿之后，主时钟和从时钟处于稳定状态，因此这两个时钟之间不存在漂移。在第三步骤，偏移校正步骤中，确定并补偿偏移。特别地，在该偏移校正步骤中也对(传输)延迟时间进行补偿。时钟现在处于锁定状态，主时钟与从时钟处于同步。为随时间推移保持该同步，可在第四步骤，自适应补偿步骤中，执行自适应补偿。
如上所述，本发明不使用自适应方法来初始实现同步，不使用连续漂移补偿或控制环路以调整两个时钟直到它们最终收敛并且处于同步状态，而是优选地使用所述基于步骤的方法。根据此确定性方法，直接地确定并且明确地补偿漂移以及偏移。这样，可在短时间内实现时钟的同步。
优选地，施加到从时钟的变化是从时钟的整数倍。这样，时钟脉冲边沿保持原位，而只有计数器值(时间)发生变化。使用漂移所需的最大校正时间是从时钟的周期时间的一半。
如果例如从时钟的周期时间为1秒，偏移量为5.5秒，则跳过五个周期。这意味着，施加五倍于从时钟的周期的变化(这就是上文所述的从时钟的整数倍)。因此，施加五倍于1s，即5s的变化。因此，校正的偏移仅是半秒(5.5s减5s)，其为从时钟的周期时间的一半。
优选地，从时钟(即第二网络设备的第二时钟)是数据时钟，特别是时间敏感性数据时钟。从设备使用该数据时钟通过非确定性网络传输数据。此外，主时钟被设计为时间敏感性主时钟。根据本发明通过将时钟中的每个彼此去耦，从设备的数据时钟可与从设备的任何其他时钟解耦。
优选地，数据时钟可与从设备的系统/本地时钟，特别是与从设备的CPU时钟解耦。因此，从设备的由数据时钟表征的时间敏感性数据域可与从设备的由系统时钟、本地时钟、或CPU时钟表征的本地时钟域解耦并分开地调整。
优选地，通过非确定性网络传输时间敏感性数据。特别地，通过非确定性网络传输时间关键性数据。特别地，第二网络设备通过非确定性网络传输所述时间敏感性数据。例如，时间敏感性数据可从第二网络设备传输到第三网络设备。第三网络设备以与第二网络设备相同的方式与第一网络设备，即主设备同步。这样，第二和第三网络设备的时钟也处于同步。因此，与主时钟同步的从时钟特别是时间敏感性数据时钟。主时钟或主设备通常特别是时间敏感性数据主时钟设备。
时间关键性数据可以是低延迟和/或时间敏感性数据。时间敏感性数据也可以是事件驱动的数据，例如测量或投票数据。这样的数据可例如经由非确定性网络在电子控制单元(ECU：electronic control units)之间传输。
优选地，确定从时钟与主时钟之间的漂移包括以下步骤：主设备向从设备发送两个同步信息。主设备在第一发送时间发出第一同步信息。从设备在第一接收时间接收该第一同步信息。主设备在第二发送时间发出第二同步信息。从设备在第二接收时间接收该第二同步信息。将第一和第二接收时间以及第一和第二发送时间考虑进来，来确定主时钟与从时钟之间的漂移。
优选地，漂移被确定为第一与第二接收时间之间的差除以第一与第二发送时间之间的差。特别地，漂移通过以下公式确定：
优选地，从时钟与主时钟之间的偏移通过延迟/响应请求来确定。主设备在第三发送时间发送第三同步信息，从设备在第三接收时间接收第三同步信息。之后从设备在第四发送时间发送延迟请求，主设备在第四接收时间接收延迟请求。通过第三接收时间、第三发送时间、第四发送时间和第四接收时间来确定偏移和延迟时间。
附图说明
现在将通过示例的方式，参照附图对本发明进行进一步描述，其中
图1示意性地示出具有第一、第二和第三网络设备的非确定性网络，所述非确定性网络被设计为执行根据本发明的方法的优选实施例，以及
图2以流程图示意性地示出根据本发明的方法的优选实施例。
具体实施方式
图1中，将被设计为无线网络的非确定性网络示意性地示出并指定为1。
第一网络设备是主设备100。主设备100代表主时钟，并且特别地被构造为时间敏感性主时钟设备。无线网络1中的所有其他网络设备必须与主时钟100同步。由主设备相应地分配的时间或时间信号是绝对时间。特别地，主设备100的绝对时间是日历时间(TOD)。
在此特定示例中，存在有参与无线网络的另外两个网络设备，第二网络设备200和第三网络设备300。所述第二网络设备200和所述第三网络设备300类似地构造并且包括相同的部件。在下文中，仅详细描述第二网络设备200及其部件。类似地描述对于第三网络设备300是有效的。在随后的描述中，第三网络设备300的附图标记在括号中给出。
网络设备200(300)中的每个包括本地时钟域210(310)。本地时钟域210(310)相应地代表网络设备200(300)的系统时钟和/或本地时钟。在本地时钟域210(310)内部执行内部软件IS(internal software)。特别地，内部软件IS是网络设备200(300)的操作系统。系统/本地时钟XO特别地由振荡器提供。所述系统/本地时钟XO特别地是网络设备200(300)的CPU时钟。
另外，网络设备200(300)包含时间敏感性数据时钟域201a和201b(301a和301b)。每个时间敏感性数据时钟域201a和201b包括它自己的被称为时间敏感性数据时钟的时钟。特别地，该时间敏感性数据时钟也分别由受控晶体振荡器VCXOa和VCXOb给出。时间敏感性数据时钟域201a和201b(301a和301b)的时间敏感性数据时钟VCXOa和VCXOb与本地时钟域210(310)的系统时钟XO解耦。
特别地，时间敏感性数据时钟域201a、201b、301a和301b都以相同的方式构成并且包括相同的部件。
在此示例中，第二网络设备200与第三网络设备300之间的时间敏感性数据将经由无线网络1进行交换。为此数据交换，第二和第三网络设备200和300必须与第一网络设备100同步。因此，网络设备100、200和300被构造为执行根据本发明的方法的优选实施例。
本地时钟域210和310的系统/本地时钟不与主时钟100同步。而是，时间敏感性数据时钟域201a、201b、301a和301b的时间敏感性数据时钟VCXOa/VCXOb与主时钟100同步。因此，本地时钟域210和310的系统/本地时钟与时间敏感性数据时钟域201a、201b、301a和301b的可调整时钟解耦。
在本地时钟域210(310)中运行控制逻辑，例如操作系统IS，以及在时间敏感性数据时钟域201a和201b(301a和301b)中运行时间关键性部分，即时间敏感性数据，可得到明显的优点并且可分开职责。这样，可以在单个网络设备200(300)中建立多个以不同速率的时间敏感性数据时钟，并确保本地/系统时钟XO保持稳定。
时间敏感性数据可例如是事件驱动的数据，如投票数据的测量。例如，时间敏感性数据可包括与测量、音频、视频、传感器和/或电机定位相关的数据。
在图1的特定示例中，第二网络设备200和第三网络设备300是经由无线网络1与彼此通信的电子控制单元(ECU)。特别地，第二网络设备200接收由传感器发送的信号。时间敏感性数据时钟域201a和201b中的每个分别包括模数转换器A/Da和A/Db。所述模数转换器A/Da和A/Db数字化通过传感器接收到的测量信号。那些被数字化的信号相应地是时间敏感性数据或时间关键性数据，并且将经由无线网络1与第三网络设备300进行交换。
特别地，第三网络设备300处理接收到的由第二网络设备200发送的接收的时间敏感性数据。通过数模转换器D/Aa和D/Ab，时间敏感性数据时钟域301a和301b可将数字化的信号再次转换为模拟信号。这些数字化的信号可以是第三网络设备300的输出，并且可用于控制其它部件。
在下文的特定示例中，时间敏感性数据时钟域201a与时间敏感性数据时钟域301a之间的时间敏感性数据将经由无线网络1进行交换。对于该数据交换，根据根据本发明的方法的优选实施例，时间敏感性数据时钟域201a的和时间敏感性数据时钟域301a的时间敏感性数据时钟VCXOa必须与主时钟100同步。下文中，描述了时间敏感性数据时钟域201a的时间敏感性数据时钟VCXOa如何与主时钟100同步。类似地，以下描述对于时间敏感性数据时钟域301a的同步是有效的。
为简单起见，在下文描述中，将时间敏感性数据时钟称为从时钟VXCOa，将时间敏感性数据时钟域201a称为从设备201a。将应交换的时间敏感性数据简单地称作交换数据。
主设备100将适当的数据，特别是适当的信号、信息和/或请求发送给从设备。优选地，该数据以数据包的形式进行交换。在下文的描述中，将这些适当的数据和/或适当的数据包称为同步数据。
主设备100将这些同步数据发送或发出到从设备201a的时间戳部分Ta，反过来也一样。根据本发明，利用这些信号，确定主时钟100与从时钟VCXOa之间的漂移以及偏移。时间戳部分Ta与本地时钟域210中的伺服控制SCa通信。伺服控制SCa控制并调整从时钟VCXOa并补偿漂移和偏移。
将关于图2进行详细描述根据本发明的同步从时钟VCXOa和主时钟100的方法。
如果时间敏感性数据时钟域201a和301a的从时钟VCXOa与主时钟100同步，则可在第二与第三网络设备200与300之间交换所述交换数据。从设备201a的从时钟VCXOa将同步的时间或时间信号发送到模数转换器A/Da。模数转换器A/Da将具有相应时间戳的交换数据发送到采样部分Sa。采样部分Sa将交换数据发送到本地时钟域210中的打包部分P。在所述打包部分P中，准备用于传输的交换数据。特别地，所述交换数据被分成包。
交换数据经由数据传输时钟域220被发送到第三网络设备300。数据传输时钟域220包括用于物理包变换和/或物理数据变换的自己的时钟，数据传输时钟。除所述交换数据之外，还有发送给主设备100的和从主设备100发出的同步数据在数据传输时钟域220中发出和接收。
网络设备300经由它的传输时钟域320接收被发送的交换数据。在本地时钟域310的打包部分P中，交换数据可通过解析，即语法分析而被拆包。被拆包的交换数据从打包部分P发送到时间敏感性数据时钟域301a的采样部分Sa并发送到数模转换器D/Aa。从设备301a的从时钟VCXOa将同步的时间或时间信号发送到数模转换器D/Aa。
上文描述以类似方式对于时间戳部分Tb、伺服控制SCb、采样部分Sb和时间敏感性数据时钟域201b和301b的电压控制晶体振荡器VCXOb有效。
所有时间敏感性数据时钟VCXOa、VCXOb都与主设备，特别是与主设备的绝对时间有关系。该关系由本地时钟域210(310)中的伺服控制SCa和SCb来维持。在日历时间作为主设备的绝对时间的情况下，可以在多个非确定性网络之间，特别是在多个无线网络之间传输时间敏感性数据。这些非确定性网络，特别是无线网络中的每个可被构造为类似于图1所示的无线网络1。每个无线网络都设置有其自己的主时钟。
图2以流程图示意性地示出本发明的优选实施例，其中从时钟VCXOa和主时钟100被同步。时钟VCXOa和100以基于步骤的方式被同步。图2的流程图总体上代表在第一网络设备100与第二网络设备200之间交换的同步数据，和/或特别地在时间敏感性主时钟设备100与从设备时间敏感性数据时钟域201a之间交换的同步数据。
竖直轴线是时间轴线，象征主设备和从设备向彼此发送同步数据的时间。左时间轴线表示主设备，右时间轴线表示从设备。
图2a代表根据本发明的方法的优选实施例的第一步骤(分析步骤)，其中确定主时钟与从时钟之间的漂移。
在第一发送时间T1master，主设备将第一同步信息sync1作为同步数据发送到从设备。在第一接收时间T1slave，从设备接收第一同步信息sync1。
在第二发送时间T2master，主设备将第二同步信息sync2作为同步数据发送到从设备。在第二接收时间T2slave，从设备接收第二同步信息sync2。
漂移是将第一接收时间T1slave、第二接收时间T2slave、第一发送时间T1master和第二发送时间T2master考虑进来而确定的。优选地，漂移被确定为接收时间差与发送时间差之间的比率。优选地，漂移根据以下公式来确定：
在第二步骤(漂移补偿步骤)中，在从设备中补偿漂移。特别地，时间戳部分Ta将该确定的漂移发送到伺服控制SCa。所述伺服控制SCa相应地控制电压控制晶体振荡器VXCOa，以便补偿漂移。从设备和主设备处于稳定状态。
在同步信息的过程中，主设备还可向从设备发送后续信息。后续信息包含主设备向从设备发送同步信息的精确时间的信息。第一后续信息follow1因此包含精确的第一发送时间T1master。第二后续信息follow2包含精确的第二发送时间T2master。
图2b代表根据本发明的方法的优选实施例的第三步骤(偏移校正步骤)，其中主时钟100与从时钟VCXOa之间的偏移被确定和补偿。
在第三发送时间T3master，主设备将第三同步信息sync3作为同步数据发送给从设备。在第三接收时间T3slave，从设备接收第三同步信息sync3。
在第三发送时间T3master与第三接收时间T3slave之间存在以下关系：
T3slave-T3master＝offset+Tdelay
Tdelay是延迟时间，即在主设备与从设备之间传输数据(特别是同步数据)所花费的时间。
可在第三后续信息follow3中传送精确的第三发送时间T3master。
在第四发送时间T4slave，从设备向主设备发送延迟请求延迟delay1。在第四接收时间T4master，主设备接收延迟请求delay1。在接收时间T4master接收延迟请求之后，主设备向从设备(即刻)发送延迟响应delay2，作为对延迟请求delay1的响应。
延迟时间与第四接收时间T4master之间存在以下关系：
其中：
T4slave*＝T4slave-(offset+Tdelay)
该关系相应于以下假设：延迟是对称的，即从主设备到从设备的数据传输的平均时间等于从从设备到主设备的数据传输的平均时间，并且此平均时间是恒定的或随时间推移变化可忽略不计。
利用上述关系，可确定偏移。优选地将第三接收时间T3slave、第三发送时间T3master、第四发送时间T4slave和第四接收时间T4master考虑进来，来确定偏移。优选地，根据以下公式来确定偏移：
offset＝(T3slave-T3master)-Tdelay
其中：
在确定偏移(从而和延迟)的情况下，可类似于漂移地补偿偏移(从而和延迟)。利用根据本发明的方法，可以非常平滑和快速地校正从时钟的漂移、偏移和延迟。
如果在第二接收时间T2slave之后可快速补偿漂移，或者如果仅确定最小漂移，则不需要发送第三同步信息sync3。在这种情况下，第二发送时间T2master和第二接收时间T2slave被用作延迟和偏移计算的输入。在这种情况下，在上述公式中，第三发送时间T3master被替换为第二发送时间T2master，并且第三接收时间T3slave被替换为第二接收时间T2slave：
offset＝(T2slave-T2master)-Tdelay
其中：
因此将第二接收时间T2slave、第二发送时间T2master、第四发送时间T4slave和第四接收时间T4master考虑进来，来确定偏移。
由于根据本发明的方法，从设备被设置成处于正确的周期，并且从设备的时钟和主设备的时钟同步。为随时间推移保持该同步，可在第四步骤(自适应补偿步骤)中应用自适应补偿。该自适应补偿使用漂移负责补偿最后的在周期中的偏移。在自适应补偿的过程中，受控晶体振荡器VXCOa由伺服控制SCa被相应地控制。
根据本发明通过将本地时钟域210的系统/本地时钟VCXO与时间敏感性数据时钟域201a的可调整从时钟VCXOa分离并解耦，伺服控制SCa不受同步数据的接收时间的影响或触发。同步数据递送信息以确定偏移和漂移。伺服控制SCa在其自己的域，与时间敏感性数据时钟域201a和数据传输时钟域220解耦的本地时钟域中运行。伺服控制SCa利用偏移和漂移信息。这种去耦使得伺服控制SCa更加独立于网络抖动性能。
例如，如果主时钟的绝对时间为35.7秒，从时钟的时间为25s，那么-10.7s的(offset+Tdelay)值被确定为偏移和延迟时间。从时钟的频率例如为f＝48Hz，相应的周期时间为：
因此，为补偿偏移(和延迟时间)，确定了如下校正：
即必须施加513608个周期的调整。
为补偿漂移，确定了如下校正：
Tcorrection_drift＝4.536μs
利用根据本发明的方法，可在短时间内实现主时钟与从时钟之间的同步，比采用自适应方法、连续漂移补偿或控制环路更快。
为根据本发明将从时钟锁定到主时钟，需要三个同步信息，(至少)一个后续信息，一个延迟请求/响应序列和在最后一个周期内漂移的时间。
例如每秒四次地发送同步信息，例如每个250ms，三个同步信息需要750ms的时间。
延迟请求和延迟响应在每个延迟时间内进行交换。因此，一个延迟请求/响应序列需要两倍的延迟时间。典型的延迟时间为1ms。
在20ppm(百万分之一)的漂移的情况下，在最后的周期内的漂移的时间是：
因此，用来同步从时钟和主时钟的时间为979.8ms。
如果在第二接收时间T2slave之后可迅速地补偿漂移，或者如果仅确定最小漂移，并且如果因此不需要发送第三同步信息sync3，则将甚至更快地实现同步。在这种情况下，仅两个同步信息必须被发送。因此，用来同步从时钟和主时钟的时间减少250ms至729.8ms。

Claims (12)

1.一种优选地在非确定性网络(1)中，使网络设备(100，200)的时钟同步的方法，
-其中，每个网络设备(100，200)包括至少一个时钟，
-其中，第一网络设备(100)的第一时钟与第二网络设备(200)的第二时钟(VCXOa)之间可相差一偏移，并且由于漂移，所述偏移可随时间发生变化，和
-其中，所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)应与所述第一网络设备(100)的所述第一时钟同步，
其特征在于
-所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)与所述第二网络设备(200)的任何其他时钟分开地并且与任何其他网络设备的任何其他时钟分开地进行调整，和
-确定并补偿所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的所述漂移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定并补偿所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的所述偏移。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
-在第一步骤中，确定所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的所述漂移，
-在第二步骤中，补偿所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的确定的漂移，
-其中，在第三步骤中，确定并补偿所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的所述偏移。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，为补偿所述偏移，对所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)施加一变化，所述变化为所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)的周期的整数倍。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)是数据时钟，特别是时间敏感性数据时钟。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二网络设备(200)包括所述数据时钟(VCXOa)和系统时钟(XO)，其中，所述数据时钟(VCXOa)与所述系统时钟(XO)分开地调整并且与所述系统时钟(XO)解耦。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述第二网络设备(200)的由所述数据时钟(VCXOa)表征的时间敏感性数据域(201a)与所述第二网络设备(200)的由所述系统时钟(XO)表征的本地时钟域(210)解耦并且分开地调整。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二网络设备(200)通过网络，优选所述非确定性网络传输时间敏感性数据。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非确定性网络是无线网络、总线网络、环形网络、星形网络或半双工点对点链路。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述第一网络设备(100)的时钟与所述第二网络设备(200)的时钟(VCXOa)之间的所述漂移包括以下步骤：
-所述第一网络设备(100)在第一发送时间(T1master)发送第一同步信息(sync1)，所述第二网络设备(200)在第一接收时间(T1slave)接收所述第一同步信息(sync1)，
-所述第一网络设备(100)在第二发送时间(T2master)发送第二同步信息(sync2)，所述第二网络设备(200)在第二接收时间(T2slave)接收所述第二同步信息(sync2)，
-引入所述第一接收时间(T1slave)、所述第二接收时间(T2slave)、所述第一发送时间(T1master)和所述第二发送时间(T2master)来确定所述第一网络设备(100)的所述第一时钟与所述第二网络设备(200)的所述第二时钟(VCXOa)之间的所述漂移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述漂移被确定为所述第一接收时间(T1slave)与所述第二接收时间(T2slave)之间的差除以所述第一发送时间(T1master)与所述第二发送时间(T2master)之间的差。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述第一网络设备(100)的时钟与所述第二网络设备(200)的时钟(VCXOa)之间的所述偏移包括以下步骤：
-所述第一网络设备(100)在第三发送时间(T3master)发送第三同步信息(sync3)，所述第二网络设备(200)在第三接收时间(T3slave)接收所述第三同步信息(sync3)，
-所述第二网络设备(200)在第四发送时间(T4slave)发送延迟请求(delay1)，所述第一网络设备(100)在第四接收时间(T4master)接收所述延迟请求(delay1)，
-所述偏移和延迟时间通过所述第三接收时间(T3slave)、所述第三发送时间(T3master)、所述第四发送时间(T4slave)和所述第四接收时间(T4master)来确定。
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