CN112787739B - 一种高精度时间同步方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度时间同步方法及系统，涉及时间同步技术领域，本发明发送侧在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并以边带方式随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳，进行端口号匹配，匹配成功则将发送时间戳赋给PTP报文；接收侧将时间戳的获取位置提前至SERDES模块，实现采集到的时间戳不受PCS层的Deskew处理，FIFO缓存和AM码字的插入和/或删除的影响，从而与现有技术相比，消除了PCS层Deskew处理，FIFO缓存和AM码字的插入和/或删除导致的不确定延时抖动的影响，显著提高了芯片的时间同步精度，满足5G承载网应用需求。

Description

一种高精度时间同步方法及系统
技术领域
本发明涉及时间同步技术领域，具体涉及一种高精度时间同步方法及系统。
背景技术
灵活以太网(Flexible Ethernet，FlexE)和灵活光传送网(Flexible OpticalTransport Network，FlexO)技术因其灵活性得到广泛应用，然而随着5G承载网对时间同步精度的要求不断提高，基于FlexE和/或FlexO技术在芯片内部实现高精度的时间同步属于5G承载网中待突破的重点和难点技术。
在现有技术中，为了在芯片内部获取高精度时间戳，往往需要提前至物理编码子层(Physical Coding Sublayer，PCS)的加扰和解扰模块进行时间戳获取、时间戳修正，及更新精确时间协议(Precision Time Protocal，PTP)报文后再完成发送和/或接收处理，这将在PCS层引入复杂的时间戳补偿和修正处理机制。此外，在接收侧PTP报文在数据通路中承载，不可避免的会受PCS层的Deskew(自动倾斜校正)处理、FIFO(First InputFirstOutput，先进先出队列)缓存和AM(AlignmentMarker，对齐码字)删除的影响；在发送侧，PTP报文更新发送处理的引入会对PCS层的数据流业务及带宽带来影响。另一方面，在发送侧虽然经过了时间戳修正和PTP报文更新处理后，PTP报文在数据通路中承载仍会受PCS层的FIFO缓存，AM插入的影响。这些因素都将给时间同步带来不确定的延时抖动影响，从而使得芯片的时间同步精度无法保证。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高精度时间同步方法及系统，省去了PCS层复杂的时间戳补偿处理电路，又消除了不确定延时抖动的影响。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种高精度时间同步方法，包括以下步骤：
在接口发送侧，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
在接口接收侧，在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文。
在上述方案的基础上，所述接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。
在上述方案的基础上，所述接口包含一个或多个实例；所述接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
在上述方案的基础上，所述指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
在上述方案的基础上，在发送侧，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文，具体包括以下步骤：
配置发送侧端口号和实例的匹配关系；每个实例对应一个PTP发送模块，配置其中一个实例用于承载PTP报文；
用于承载PTP报文的实例的帧开销发送模块在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，经过PCS层至SERDES发送模块；
SERDES发送模块将独热标记和该实例的对应的端口号信息输入至全局时间模块，请求采集发送时间戳；
全局时间模块根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
各PTP发送模块在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳。
在上述方案的基础上，在接收侧，在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文，具体包括以下步骤：
配置接收侧端口号和实例的匹配关系，且与发送侧端口号和实例的匹配关系一致，每个实例对应一个PTP接收模块，配置所有实例均可接收PTP报文；
全局时间模块向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块在输出的并行数据流处采集全局时间模块发送的接收时间戳，将采集的接收时间戳随数据流传输，经过PCS层至各个实例的帧开销接收模块；
每个实例的帧开销接收模块在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
本发明还提供一种高精度时间同步系统，包括：
接口发送侧装置，其用于：在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
接口接收侧装置，其用于：在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文。
在上述方案的基础上，所述接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。
在上述方案的基础上，所述接口包含一个或多个实例；所述接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
在上述方案的基础上，所述指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
在上述方案的基础上，所述接口发送侧装置包括发送侧配置模块、PTP发送模块、帧开销发送模块、全局时间模块和SERDES发送模块；
发送侧配置模块用于：配置发送侧端口号和实例的匹配关系；每个实例对应一个PTP发送模块，配置其中一个实例用于承载PTP报文；
帧开销发送模块用于：PTP发送模块准备好待发送的PTP报文时，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，经过PCS层至SERDES发送模块；
SERDES发送模块用于：将独热标记和该实例的对应的端口号信息输入至全局时间模块，请求采集发送时间戳；
全局时间模块用于：根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
PTP发送模块用于：准备待发送的PTP报文；在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳。
在上述方案的基础上，所述接口接收侧装置包括接收侧配置模块、全局时间模块、SERDES接收模块、帧开销接收模块和PTP接收模块：
接收侧配置模块用于：配置接收侧端口号和实例的匹配关系，且与发送侧端口号和实例的匹配关系一致，每个实例对应一个PTP接收模块，配置所有实例均可接收PTP报文；
全局时间模块用于：向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块用于：在输出的并行数据流处采集全局时间模块发送的接收时间戳，将采集的接收时间戳随数据流传输，经过PCS层至各个实例的帧开销接收模块；
帧开销接收模块用于：在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块用于：从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明发送侧在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并以边带方式对齐数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳，进行端口号匹配，匹配成功则将发送时间戳赋给PTP报文；接收侧将时间戳的获取位置提前至SERDES模块处，实现采集到的时间戳不受PCS层的Deskew处理，FIFO缓存和AM码字的插入和/或删除的影响，从而与现有技术相比，采用本发明的方法具有如下的有益效果：
1、本发明消除了PCS层Deskew处理，FIFO缓存和AM码字的插入和/或删除导致的不确定延时抖动的影响，显著提高了芯片的时间同步精度，满足5G承载网应用需求。
2、本发明极大的减少芯片内从PTP报文处理位置到SERDES模块之间路径引入的抖动点，减少了PCS层复杂的时间戳补偿处理电路，降低了芯片设计的复杂度和投片风险。
3、本发明支持在一个或多个指定开销位置发送和接收PTP报文并采集发送和接收时间戳信息，根据一个MFI周期承载同步消息通道字节数和PTP报文长度的配置，通过本方案可支持指定开销位置的最大数量为两个甚至更多，从而实现更高地PTP报文收发频率，更益于加速同步收敛和达到快速同步的目的。可较大的提高芯片支持高精度时间同步的应用场景。
4、本发明使得芯片实现高精度时间同步兼容性强，易于扩展，也可广泛应用于FlexO，OTUCn等5G承载网络中。
附图说明
图1是本发明实施例中高精度时间同步方法的应用场景图；
图2是本发明实施例中发送侧实现高精度时间同步方法的流程图；
图3是本发明实施例中接收侧实现高精度时间同步方法的流程图。
具体实施方式
MFI：Multi-frame indicator，复帧指示。
SMC：Synchronization Messaging Channel，同步消息通道。SMC位置即为协议规定的同步消息在开销中的传输通道位置。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种高精度时间同步方法，包括以下步骤：
在接口发送侧，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并以边带方式对齐数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
在接口接收侧，在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并以边带方式对齐数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文。
优选的，指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；仅设置一个指定开销位置，如设置为MFI位置。
所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，本文中为向下取整。且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
以MFI帧周期为256帧、一个MFI周期承载的同步消息通道字节数为256字节、完整PTP报文最大长度为64字节为例，指定开销位置的最大数量＝[256/64]＝4。此时，可以在数据帧中设置2～4个指定开销位置，具体地说：
若设置两个指定开销位置，可设置为MFI位置和MFI/2位置、或设置为MFI+5和MFI/2+5位置。(MFI位置即为第0帧的位置，MFI/2位置为第128帧的位置，MFI+5为第5帧的位置，MFI/2+5为第133帧的位置。)
若设置三个指定开销位置，保证每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度即可。
若设置四个指定开销位置，则指定开销位置之间的间隔为64帧可设置为MFI位置、MFI/4位置、MFI/2位置加MFI 3/4位置，也可设置为MFI+N位置、MFI/4+N位置、MFI/2+N位置加MFI 3/4+N位置。其中，N小于64帧。
指定开销位置支持多个位置时，可实现支持多倍的PTP报文收发频率，更益于加速同步收敛和达到快速同步的目的。
本发明实施例中的接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。例如FlexE接口、FlexO接口或OTUCn接口。接口包含一个或多个实例；接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
以下用FlexE接口为例阐述本发明实施例的高精度时间同步方法的详细实施过程。
参见图1所示，FlexE发送侧，配置FlexE发送侧端口号和FlexE实例的匹配关系，每个实例对应一个PTP发送模块，配置第一个FlexE实例用于承载PTP报文，配置该FlexE实例中SMC之前的指定开销位置生成独热标记；
当第一个FlexE实例的PTP发送模块报文准备好后，PTP发送模块获取第一个FlexE实例的端口号信息，将生成的独热标记、端口号信息一同对齐数据流并以边带携带的方式经过PCS层后一直传输至SERDES发送模块；
SERDES发送模块在其入口处请求采集全局时间模块中与独热标记、端口号信息对应的发送时间戳；
全局时间模块根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
各PTP发送模块在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳。
当第一个FlexE实例的PTP发送模块报文未准备好时，则PTP发送模块发送64/66B编码的空闲块(Idle Blocks)。
FlexE接收侧，将FlexE接收侧端口号与FlexE实例之间的匹配关系配置成与FlexE发送侧的匹配关系相同，每个实例对应一个PTP接收模块，配置所有FlexE实例均可接收PTP协议报文，配置FlexE实例指定开销位置用于锁存接收时间戳；
全局时间模块向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块在输出的并行数据流处采集全局时间模块的接收时间戳，将接收时间戳和数据流一同发送到FlexE帧开销接收模块；
FlexE帧开销接收模块识别出指定开销位置，锁存指定开销位置对应的接收时间戳；对数据流进行64/66B解码处理后，将端口号、实例信息、锁存的接收时间戳和数据流发送至PTP接收模块；
每个实例的帧开销接收模块在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
在该400G的FlexE接口的发送侧，参见图2所示，是本发明实施例中发送侧实现高精度时间同步方法的流程图。包括以下步骤：
T01：配置400G的FlexE发送侧端口号和4个FlexE实例(Instance)的匹配信息，配置FlexE发送通路中4个Instance中编号最低的一个Instance为第一个Instance承载PTP协议报文。配置第一个Instance的指定开销位置生成独热标记。指定开销位置设置为MFI位置和MFI/2位置。转到T02。
T02：当第一个Instance的PTP发送模块报文ready后，则转到T03，否则执行T11。
T03：第一个Instance的FlexE帧开销发送模块生成独热标记，并根据该Instance对应的端口号信息，在独热标记位置对齐生成该Instance的端口号，转到T04。
T04：将独热标记和端口号一同对齐数据流并以边带携带的方式经过PCS层传输至SERDES发送模块，转到T05。
T05：SERDES发送模块将独热标记和端口号输入至全局时间模块请求采集发送时间戳，转到T06。
T06：全局时间模块收到独热标记并按照端口号给出响应的valid指示和该端口对应采集的发送时间戳，并将这些信息直接匹配反馈回所有PTP发送模块，转到T07。
T07：各PTP发送模块在反馈valid指示下执行匹配端口号操作，若valid和端口号匹配完成，则转到T08。若valid和端口号匹配不成功，则重新执行T07。此时只有被配置为第一个Instance的PTP发送模块能成功完成valid和端口号匹配操作。
T08：在valid指示下锁存匹配端口的发送时间戳，转到T09。
T09：使用锁存的发送时间戳更新已准备ready的PTP报文时间信息后产生完整的带实时发送实时时间信息的PTP报文，转到T10。
T10：对该完整的PTP报文进行64/66B编码处理后，转到T12。
T11：当第一个Instance的PTP发送模块报文未ready时，则发送64/66B编码的IDLE码块，转到T12。
T12：在第一个Instance发送开销的SMC位置依次到来时插入64/66B编码后的PTP报文数据并发送。
在该400G的FlexE接口的接收侧，参见图3所示，是本发明实施例中接收侧实现高精度时间同步方法的流程图。包括以下步骤：
R01：配置400G的FlexE接收侧端口号和4个FlexE Instance的匹配信息，同发送侧的端口号和Instance匹配信息一致。配置接收侧FlexE的4个Instance均可接收PTP协议报文。配置Instance的指定开销位置锁存接收时间戳，指定开销位置和发送侧一致。转到R02。
R02：在FlexE接收通路中，在接收侧SERDES输出的40bit并行数据流处采集全局时间模块的接收时间戳，转到R03。
R03：将每个40bit并行数据流采集的接收时间戳伴随数据流以边带携带的方式对齐传输，经过PCS层后一直传输至FlexE帧开销接收模块。转到R04。
R04：FlexE帧开销接收模块在数据流中识别出开销MFI位置和MFI/2位置后，锁存MFI位置和MFI/2位置对应携带的接收时间戳，转到R05。
R05：对该数据流进行64/66B解码处理后，将端口号，Instance号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块，转到R06。
R06：当PTP接收模块进一步从SMC的开销位置识别出PTP报文，转到R07。否则重新执行R06。
R07：PTP接收模块将锁存的接收时间戳、端口号、Instance和PTP报文一起匹配传递至CPU。
本发明实施例还提供一种高精度时间同步系统，包括：
接口发送侧装置，其用于：在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并以边带方式对齐数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
接口接收侧装置，其用于：SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并以边带方式对齐数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文。
作为优选的实施方式，指定开销位置为指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
本发明实施例中的接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。例如FlexE接口、FlexO接口或OTUCn接口。接口包含一个或多个实例；所述接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
以下用FlexE接口为例阐述本发明实施例的高精度时间同步系统的详细实施过程。
接口发送侧装置包括发送侧配置模块、PTP发送模块、FlexE帧开销发送模块、全局时间模块和SERDES发送模块；
发送侧配置模块用于：配置发送侧端口号和FlexE实例的匹配关系；每个FlexE实例对应一个PTP发送模块，配置其中一个FlexE实例用于承载PTP报文；
FlexE帧开销发送模块用于：PTP发送模块准备好待发送的PTP报文时，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，经过PCS层至SERDES发送模块；
SERDES发送模块用于：将独热标记和该FlexE实例的对应的端口号信息输入至全局时间模块，请求采集发送时间戳；
全局时间模块用于：根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
PTP发送模块用于：准备待发送的PTP报文；在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳。
所述接口接收侧装置包括接收侧配置模块、全局时间模块、SER DES接收模块、FlexE帧开销接收模块和PTP接收模块：
接收侧配置模块用于：配置接收侧端口号和FlexE实例的匹配关系，且与发送侧端口号和FlexE实例的匹配关系一致，每个FlexE实例对应一个PTP接收模块，配置所有FlexE实例均可接收PTP报文；
全局时间模块用于：向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块用于：在输出的并行数据流处采集全局时间模块发送的接收时间戳，将采集的接收时间戳随数据流传输，经过PCS层至各个实例的帧开销接收模块；
FlexE帧开销接收模块用于：在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应FlexE实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块用于：从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
以下用FlexO接口为例阐述本发明实施例的高精度时间同步方法的详细实施过程。
在该100G的FlexO接口的发送侧，参见图2所示，是本发明实施例中发送侧实现高精度时间同步方法的流程图。包括以下步骤：
T01：配置100G的FlexO发送侧端口号和1个FlexO实例(Instance)的匹配信息，配置该Instance承载PTP协议报文。配置该Instance的SMC之前的指定开销位置生成独热标记。指定开销位置设置为MFI位置。转到T02。
T02：当该Instance的PTP发送模块报文ready后，则转到T03，否则执行T11。
T03：该Instance的FlexO帧开销发送模块生成独热标记，并根据该Instance对应的端口号信息，在独热标记位置对齐生成该Instance的端口号，转到T04。
T04：将独热标记和端口号一同对齐数据流并以边带携带的方式经过PCS层传输至SERDES发送模块，转到T05。
T05：SERDES发送模块将独热标记和端口号输入至全局时间模块请求采集发送时间戳，转到T06。
T06：全局时间模块收到独热标记并按照端口号给出响应的valid指示和该端口对应采集的发送时间戳，并将这些信息直接匹配反馈回所有PTP发送模块，转到T07。
T07：各PTP发送模块在反馈valid指示下执行匹配端口号操作，若valid和端口号匹配完成，则转到T08。若valid和端口号匹配不成功，则重新执行T07。此时该Instance的PTP发送模块能成功完成valid和端口号匹配操作。
T08：在valid指示下锁存匹配端口的发送时间戳，转到T09。
T09：使用锁存的发送时间戳更新已准备ready的PTP报文时间信息后产生完整的带实时发送实时时间信息的PTP报文，转到T10。
T10：对该完整的PTP报文进行GFP编码处理后，转到T12。
T11：当该Instance的PTP发送模块报文未ready时，则发送GFP编码的IDLE数据，转到T12。
T12：在该Instance发送开销的SMC位置(在FlexO接口中，SMC位置具体指OTN体系的OSMC位置)依次到来时插入GFP编码的PTP报文数据后发送。
在该100G的FlexO接口的接收侧，参见图3所示，是本发明实施例中接收侧实现高精度时间同步方法的流程图。包括以下步骤：
R01：配置100G的FlexO接收侧端口号和1个FlexO Instance的匹配信息，同发送侧的端口号和Instance匹配信息一致。配置该Instance可接收PTP协议报文。配置该Instance的指定开销位置锁存接收时间戳，指定开销位置和发送侧一致。转到R02。
R02：在FlexO接收通路中，在接收侧SERDES输出的40bit并行数据流处采集全局时间模块的接收时间戳，转到R03。
R03：将每个40bit并行数据流采集的接收时间戳以边带携带的方式对齐数据流传输，经过PCS层后一直传输至FlexO帧开销接收模块。转到R04。
R04：FlexO帧开销接收模块在数据流中识别出开销MFI位置后，锁存MFI位置对应携带的接收时间戳，转到R05。
R05：对该数据流进行GFP解码处理后，将端口号，Instance号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块，转到R06。
R06：当PTP接收模块进一步从SMC的开销位置识别出PTP报文，转到R07。否则重新执行R06。
R07：PTP接收模块将锁存的接收时间戳、端口号、Instance和PTP报文一起匹配传递至CPU。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现高精度时间同步方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述高精度时间同步方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现高精度时间同步方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种高精度时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
在接口发送侧，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
在接口接收侧，在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文；
在发送侧，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文，具体包括以下步骤：
配置发送侧端口号和实例的匹配关系；每个实例对应一个PTP发送模块，配置其中一个实例用于承载PTP报文；
用于承载PTP报文的实例的帧开销发送模块在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，经过PCS层至SERDES发送模块；
SERDES发送模块将独热标记和该实例的对应的端口号信息输入至全局时间模块，请求采集发送时间戳；
全局时间模块根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
各PTP发送模块在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳；
在接收侧，在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文，具体包括以下步骤：
配置接收侧端口号和实例的匹配关系，且与发送侧端口号和实例的匹配关系一致，每个实例对应一个PTP接收模块，配置所有实例均可接收PTP报文；
全局时间模块向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块在输出的并行数据流处采集全局时间模块发送的接收时间戳，将采集的接收时间戳随数据流传输，经过PCS层至各个实例的帧开销接收模块；
每个实例的帧开销接收模块在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口包含一个或多个实例；所述接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
5.一种高精度时间同步系统，其特征在于，包括：
接口发送侧装置，其用于：在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，根据独热标记在SERDES模块处采集发送时间戳并匹配至PTP报文；
接口接收侧装置，其用于：在SERDES模块输出的并行数据流处采集接收时间戳并随数据流传输，锁存指定开销位置的接收时间戳并匹配至PTP报文；
所述接口发送侧装置包括发送侧配置模块、PTP发送模块、帧开销发送模块、全局时间模块和SERDES发送模块；
发送侧配置模块用于：配置发送侧端口号和实例的匹配关系；每个实例对应一个PTP发送模块，配置其中一个实例用于承载PTP报文；
帧开销发送模块用于：PTP发送模块准备好待发送的PTP报文时，在SMC之前的指定开销位置生成独热标记并随数据流传输，经过PCS层至SERDES发送模块；
SERDES发送模块用于：将独热标记和该实例的对应的端口号信息输入至全局时间模块，请求采集发送时间戳；
全局时间模块用于：根据独热标记和端口号反馈有效性指示，采集发送时间戳，并将有效性指示、端口号和锁存的发送时间戳一起反馈至所有PTP发送模块；
PTP发送模块用于：准备待发送的PTP报文；在有效性指示指示下执行端口号匹配操作，端口号匹配成功的PTP发送模块锁存对应的发送时间戳，作为PTP报文的发送时间戳；
所述接口接收侧装置包括接收侧配置模块、全局时间模块、SERDES接收模块、帧开销接收模块和PTP接收模块：
接收侧配置模块用于：配置接收侧端口号和实例的匹配关系，且与发送侧端口号和实例的匹配关系一致，每个实例对应一个PTP接收模块，配置所有实例均可接收PTP报文；
全局时间模块用于：向SERDES接收模块发送接收时间戳；
SERDES接收模块用于：在输出的并行数据流处采集全局时间模块发送的接收时间戳，将采集的接收时间戳随数据流传输，经过PCS层至各个实例的帧开销接收模块；
帧开销接收模块用于：在指定开销位置锁存数据流携带的接收时间戳，将端口号、帧开销接收模块对应实例的实例号和锁存的接收时间戳信息一起送入PTP接收模块；
PTP接收模块用于：从SMC位置识别出PTP报文，将锁存的接收时间戳、端口号、实例号和PTP报文一起匹配传递至CPU。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接口为接口协议包含MFI位置和SMC位置的接口。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接口包含一个或多个实例；所述接口包含多个实例时，其中一个实例用于承载PTP报文。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述指定开销位置为数据帧中的一个位置或多个位置；所述指定开销位置为数据帧中的多个位置时，指定开销位置的最大数量＝[一个MFI周期承载的同步消息通道字节数/完整PTP报文最大长度]，且每个指定开销位置之间的间隔大于等于完整PTP报文最大长度。
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