CN114124616B - 基于epa总线结构的时钟同步优化方法 - Google Patents
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- CN114124616B CN114124616B CN202210082882.5A CN202210082882A CN114124616B CN 114124616 B CN114124616 B CN 114124616B CN 202210082882 A CN202210082882 A CN 202210082882A CN 114124616 B CN114124616 B CN 114124616B
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Abstract
本发明提供了一种基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,包括:将主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准;主设备向每个从设备发送包含主时钟的周期报文;从设备根据接收到的周期报文获取主时钟,并向主设备返回同步请求报文;主设备对接收到的同步请求报文进行响应,向对应的从设备发送同步响应报文;从设备根据接收到的同步响应报文,获得从设备和主设备间的线路延时,在从设备处于通信阶段的情况下,检测从设备和主设备之间的连接链路是否发生改变:在连接链路未发生改变的情况下,根据线路延时对从设备的本地时钟进行更新;在连接链路发生改变的情况下,重复上述步骤更新线路延时。本发明,能够实现大数据量密集传输,避免了带宽浪费问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统技术领域,具体地,涉及基于EPA总线结构的时钟同步优化方法。
背景技术
目前的总线主从之间的同步是基于同步请求和响应报文的收发,得到对应的收发时间戳,根据这些时间戳计算出主从之间的线路延迟,该线路延迟包括通信电缆上的消耗、以及中间设备转发的时间消耗。其中,中间设备转发的时间消耗只进行一次计算,后续不在进行计算,因此需要保证后续通信链路上的中间设备转发所消耗的时间始终一致,才能保证该线路延迟的值有效的进行补偿。但事实上,交换机等中间设备的转发消耗受数据量的影响较大,并不能始终保持一致。为了尽可能的解决上述问题,目前总线基于分时通信,为每个设备分配了足够的时间槽,从而避免数据间产生冲突。当网络拓扑结构为环型或者存在多级交换机结构时,需要留出更大的时间槽,保证其中一个设备已经在所有路径都到达了目的设备,才能由第二个设备进行发送,为了保证目前网络上只有一个设备的报文,对带宽的浪费非常大。同时,如果链路上的中间设备因外界因素出现了不可避免的数据滞留,将会影响同步精度,产生抖动,甚至同步异常。
现有的同步实现方案中,与本申请较相近的有CN106059812B和CN105790874B。其中CN106059812B通过设定通信任务和控制任务的触发执行方式,使实现控制功能的用户层功能块与实现通信功能的EPA通信达成周期同步,避免功能块的无效执行和数据的无效传输,有效提高系统的运行效率和通信实时性能。其所谓的EPA同步主要是基于EPA应用层任务的同步,与本发明的设备间的时钟同步不是同一个方向。CN105790874B提到的方法则是针对智能变电站网络负荷较重时,网络传输往返延时不对称,基于传统的精确时钟同步协议(Precision Time Protocol,PTP)单次对时在本地时钟的校正上误差较大,提供了一种基于自适应算法的变电站网络对时方法,通过统计学方法在多次对时后计算出本地时钟频偏与相偏误差的最优解进而进行补偿。其更侧重于解决往、返路径不对称导致的误差。上述两个最接近的技术方案虽然都是为了解决单次随机的对时不适用于整体运行情况,其用统计学方法找出了相对误差最小的解决方案,虽然抖动幅度整体相对均衡一些,但是实际还是会存在抖动。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于EPA总线结构的时钟同步优化方法。
本发明提供的一种基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,总线结构包括主设备和从设备,主设备和从设备之间通过通信链路连接;
时钟同步优化方法包括:
步骤S1,将主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准;
步骤S2,主设备向每个从设备发送包含主时钟的周期报文;
步骤S3,从设备根据接收到的周期报文获取主时钟,并向主设备返回同步请求报文;
步骤S4,主设备对接收到的同步请求报文进行响应,向对应的从设备发送同步响应报文;
步骤S5,从设备根据接收到的同步响应报文,获得从设备和主设备间的线路延时,其中,线路延时为同步请求报文的传输时间与同步响应报文的传输时间的平均值;
步骤S6,在从设备处于通信阶段的情况下,检测从设备和主设备之间的连接链路是否发生改变:
在连接链路未发生改变的情况下,根据线路延时对从设备的本地时钟进行更新;
在连接链路发生改变的情况下,重复步骤S1至步骤S5对线路延时进行更新。
优选的,所述总线结构包括所述主设备、所述从设备和中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中;
所述步骤S3进一步包括:
步骤S301,所述从设备发送的所述同步请求报文中插入有记录发送所述同步请求报文的第一时间戳;
步骤S302,中间设备接收到所述同步请求报文时开始计时,所述中间设备转发所述同步请求报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述同步请求报文的第一转发时长;
步骤S303,转发后的所述同步请求报文中插入有第二时间戳,其中,所述第二时间戳为第一时间戳和第一转发时长相加之和;
步骤S304,返回到所述主设备的所述同步请求报文插入有所述主设备收到所述同步请求报文时的第三时间戳。
优选的,所述总线结构包括所述主设备、所述从设备和中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中;所述步骤S4进一步包括:
S401,所述主设备发送的所述同步响应报文中插入有记录所述主设备发送同步响应报文时的第四时间戳;
S402,所述中间设备接收到所述同步响应报文时开始计时,所述中间设备转发所述同步响应报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述同步响应报文的第二转发时长;
S403,转发后的所述同步响应报文中插入有第五时间戳,其中,所述第五时间戳为所述第四时间戳和第二转发时长相加之和;
S404,所述从设备收到所述同步响应报文,所述同步响应报文中插入有所述从设备收到所述同步响应报文时的第六时间戳。
优选的,所述步骤S4还包括:
所述步骤S401中,所述同步响应报文中插入有第一级跳数;
所述步骤S402中,所述第一级跳数经过中间设备进行更新并形成第二级跳数;
所述步骤S404中,所述同步响应报文中插入的第二级跳数到达所述从设备,所述从设备对所述第二级跳数进行记录。
优选的,所述步骤S5进一步包括:
S501,求取所述第三时间戳与所述第二时间戳的第一差值;
S502,求取所述第六时间戳与所述第五时间戳的第二差值;
S503,求取所述第一差值和所述第二差值之和的平均值作为线路延时。
优选的,所述步骤S6中在所述从设备处于通信阶段的情况下进一步包括:
S601,所述主设备向所述从设备发送周期报文,所述周期报文中插入有第三级跳数,其中,所述第三级跳数和第一级跳数相等;
S602,所述周期报文中插入的所述第三级跳数经过所述中间设备进行更新并形成第四级跳数;
S603,所述周期报文中插入的第四级跳数达到所述从设备,所述从设备对第四级跳数进行记录。
优选的,所述步骤S6中所述检测所述从设备和所述主设备之间的连接链路是否发生改变进一步包括:
若所述第四级跳数和所述第二级跳数一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路未发生改变;
若所述第四级跳数和所述第二级跳数不一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路发生改变。
优选的,所述总线结构包括所述主设备、所述从设备和中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中;
所述步骤S6中在所述连接链路未发生改变的情况下,根据所述线路延时对所述从设备的本地时钟进行更新进一步包括:
A1,所述主设备发送所述周期报文中插入有记录所述主设备发送所述周期报文时的第七时间戳;
A2,所述中间设备收到所述周期报文时计时,所述中间设备转发所述周期报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述周期报文的第三转发时长;
A3,转发后的所述周期报文中插入第八时间戳,其中,所述第八时间戳为所述第三转发时长和所述第七时间戳相加之和;
A4,所述从设备接收到所述周期报文,所述周期报文中插入记录所述从设备接收到所述周期报文时的第九时间戳;
A5,计算所述第九时间戳与所述第八时间戳和所述线路延时的差值用于所述从设备的本地时钟进行更新。
优选的,所述主设备、中间设备和从设备之间的网络拓扑结构为星型、环型、线型或者树型。
优选的,所述通信链路为以太网、控制器局域网络、BLVDS、RS485或者光纤。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
通过本发明的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,对主从设备间的线路延时时长和中间设备实际转发消耗时间进行计算和检测,线路延时时长包括通信电缆中的时间消耗和数据在主从之间的设备物理层传输的时间消耗,计算完成后,在后续对时钟偏差的计算中,线路延时时长为确定的值,每次对时根据当前的中间设备实际转发消耗时间对补偿时间进行计算,实现主从设备间的精确同步。适用于通信过程中数据在链路上存在随机延迟等情况,保证主从同步的时间精度不因为通信链路上的数据堵塞而产生影响。同时,解决了目前同步过程中单次随机的对时不适用于整体运行情况而产生的抖动,不能支持大数据量密集传输,存在带宽浪费等问题,上述技术方案特别适用于多级设备构成的线型、环型拓扑网络,以及多级交换机构成的星型、树形等网络拓扑结构。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明提供的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的网络拓扑结构图;
图3为本发明实施例中4号从设备的网络拓扑结构图;
图4为本发明实施例中4号从设备的主从设备之间报文同步过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在对实施例展开说明之前,先对本实施例涉及的名词进行简单的介绍:
于本申请实施例的阐释过程中,EPA代表工业自动化行业的以太网标准(Ethernetfor Plant Automation)。
于本申请实施例的阐释过程中,报文(message)代表网络中交换与传输的数据单元,即站点一次性要发送的数据块。报文包含了将要发送的完整的数据信息,其长短很不一致,长度不限且可变。与本申请实施例的阐释过程中,周期报文代表周期性发送的报文。
时间戳:戳就是收到报文或者发送报文那一刻记录一下当前的时间。
主时钟:是其他设备进行时钟同步、时钟调整的基准。
级跳数:是指报文在主设备和从设备之间的发送过程中,之间经过了多少个中间设备。
请参阅说明书附图,其中,图1为本发明提供的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法的流程图,图2为本发明实施例提供的网络拓扑结构图,图3为本发明实施例中4号从设备的网络拓扑结构图,图4为本发明实施例中4号从设备的主从设备之间报文同步过程示意图,如图1至图4所示,本发明中的一种基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,包括如下步骤:
总线结构包括主设备和从设备,主设备和从设备之间通过通信链路连接;
时钟同步优化方法包括:
步骤S1,将主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准。
在本实施例中,将主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准可以理解为,将主设备的主时钟的时间作为基准时间。
步骤S2,主设备向每个从设备发送包含主时钟的周期报文。
在本实施例中,主设备向每个从设备发送包含主时钟的周期报文是在总线结构上电后进行的。
步骤S3,从设备根据接收到的周期报文获取主时钟,并向主设备返回同步请求报文。
在本实施例中, 从设备根据接收到的周期报文获取主时钟可以理解为从设备获知主时钟存在。
步骤S4,主设备对接收到的同步请求报文进行响应,向对应的从设备发送同步响应报文;
步骤S5,从设备根据接收到的同步响应报文,获得从设备和主设备间的线路延时,其中,线路延时为同步请求报文的传输时间与同步响应报文的传输时间的平均值;
步骤S6,在从设备处于通信阶段的情况下,检测从设备和主设备之间的连接链路是否发生改变:
在连接链路未发生改变的情况下,根据线路延时对从设备的本地时钟进行更新;
在连接链路发生改变的情况下,重复步骤S1至步骤S5对线路延时进行更新。
在本实施例中,计算出线路延时后,总线结构会进入到通信阶段,检测从设备和主设备之间的连接链路是否发生改变可以理解为判断从设备和主设备之间是否增加或者减少中间设备。
在一种可选的实施方式中,总线结构包括主设备、从设备和中间设备,中间设备位于通讯链路中;
步骤S3进一步包括:
步骤S301,从设备发送的同步请求报文中插入有记录发送同步请求报文的第一时间戳;
步骤S302,中间设备接收到同步请求报文时开始计时,中间设备转发同步请求报文完成后,计时结束,得到中间设备转发同步请求报文的第一转发时长;
步骤S303,转发后的同步请求报文中插入有第二时间戳,其中,第二时间戳为第一时间戳和第一转发时长相加之和;
步骤S304,返回到主设备的同步请求报文中插入有主设备收到同步请求报文时的第三时间戳。
在一种可选的实施方式中,总线结构包括所述主设备、所述从设备和中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中,步骤S4进一步包括:
S401,主设备发送的同步响应报文中插入有记录主设备发送同步响应报文时的第四时间戳;
S402,中间设备接收到同步响应报文时开始计时,中间设备转发同步响应报文完成后,计时结束,得到中间设备转发同步响应报文的第二转发时长;
S403,转发后的同步响应报文中插入有第五时间戳,其中,第五时间戳为第四时间戳和第二转发时长相加之和;
S404,从设备收到同步响应报文,同步响应报文中插入有从设备收到同步响应报文时的第六时间戳。
在一种可选的实施方式中,所述步骤S4还包括:
所述步骤S401中,所述同步响应报文中插入有第一级跳数;
所述步骤S402中,所述第一级跳数经过中间设备进行更新并形成第二级跳数;
所述步骤S404中,所述同步响应报文中插入的第二级跳数到达所述从设备,所述从设备对所述第二级跳数进行记录。
在一种可选的实施方式中,步骤S5进一步包括:
S501,求取第三时间戳与第二时间戳的第一差值;
S502,求取第六时间戳与第五时间戳的第二差值;
S503,求取第一差值和第二差值之和的平均值作为线路延时。
在本实施例中,通过步骤S3、S4和S5,求取第一差值和第二差值之和的平均值作为线路延时,准确性更好。
在一种可选的实施方式中,所述步骤S6中在所述从设备处于通信阶段的情况下进一步包括:
S601,所述主设备向所述从设备发送周期报文,所述周期报文中插入有第三级跳数,其中,所述第三级跳数和第一级跳数相等;
S602,所述周期报文中插入的所述第三级跳数经过所述中间设备进行更新并形成第四级跳数;
S603,所述周期报文中插入的第四级跳数达到所述从设备,所述从设备对第四级跳数进行记录。
在一种可选的实施方式中,所述步骤S6中所述检测所述从设备和所述主设备之间的连接链路是否发生改变进一步包括:
所述步骤S6中所述检测所述从设备和所述主设备之间的连接链路是否发生改变进一步包括:
若所述第四级跳数和所述第二级跳数一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路未发生改变;
若所述第四级跳数和所述第二级跳数不一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路发生改变。
在本实施例中,步骤S4的同步过程中,主设备发送同步响应报文中插入第一级跳数,然后第一级跳数经过中间设备对级跳数进行更新形成第二级跳数,并且在从设备上存储中间设备更新的级跳数,步骤S6的通信过程中,主设备发送的周期报文中插入第三级跳数,其中,周期报文中插入第三级跳数和同步过程中同步响应报文中插入的第一级跳数一致,中间设备对接收到的周期报文中插入的第三级跳数进行更新形成第四级跳数,第四级跳数通过周期报文进入到从设备,从设备将记录的同步响应报文中的第二级跳数和周期报文中记录的第四级跳数进行对比,若一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路未发生改变,若不一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路发生改变。
在一种可选的实施方式中,总线结构包括主设备、从设备和中间设备,中间设备位于通信链路中;
步骤S6中在连接链路未发生改变的情况下,根据线路延时对从设备的本地时钟进行更新进一步包括:
A1,主设备发送周期报文中插入有记录主设备发送周期报文时的第七时间戳;
A2,中间设备收到周期报文时计时,中间设备转发周期报文完成后,计时结束,得到中间设备转发周期报文的第三转发时长;
A3,转发后的周期报文中插入第八时间戳,其中,第八时间戳为第三转发时长和第七时间戳相加之和;
A4,从设备接收到周期报文,周期报文中插入记录从设备接收到周期报文时的第九时间戳;
A5,计算第九时间戳与第八时间戳和线路延时的差值用于从设备的本地时钟进行更新。
在本实施例中,通过上述步骤计算出的第九时间戳与第八时间戳和线路延时的差值可以理解为时钟偏差,将时钟偏差值补偿到本地时钟,即完成对本地时钟的更新,该方式进一步提高了同步的精确度。
在一种可选的实施方式中,主设备、中间设备和从设备之间的网络拓扑结构为星型、环型、线型或者树型。
在一种可选的实施方式中,通信链路为以太网、控制器局域网络、BLVDS、RS485或者光纤。
在上述的实施例中,第一转发时长、第二转发时长和第三转发时长均是通过计时模块进行计时得到的,其中,计时模块关联同步报文、同步响应报文和同步请求报文的源MAC(网卡物理地址),能够清楚的知道转发时长所对应的中间设备。
为了更好的理解本申请的技术方案,下面将以EPA系统为例对上述的实施例进行具体的解释说明。
同步过程的同步报文收发过程包括:
如附图3所示:
将主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准;
主设备向每个从设备发送包含主时钟的周期报文;
从设备1离主设备最近,最先检测到主设备存在,最先发出同步请求报文,2号从设备~n号从设备将会随后依次发出同步请求报文。
请参考附图4,下面将选取附图3的通信链路中,1号主设备和4号从设备之间的同步报文收发过程进行具体的解释说明;
同步请求报文REQ4_0到达3号中间设备,3号中间设备检测到是同步请求报文后,会开启计时模块计时,该计时模块关联同步报文的源MAC,针对不同的源MAC即不同的中间设备,会有一个对应的计时。当该同步请求报文发出时,计时模块停止计时,得到转发时长,同步请求报文中的时间戳更新为,该同步请求报文记录为REQ4_1。
同步响应报文RSP1_0经过2号中间设备进行转发,计时模块进行计时,当该同步响应报文发出时,计时模块停止计时,得到2号中间设备的同步响应报文转发时长,同步响应报文记录为RSP1_1,同时,同步响应报文中的时间戳更新为,(其中,),级跳数更新成1。
同步响应报文记录为RSP1_1,继续进入到3号中间设备进行转发,同上述步骤中2号中间设备转发同步响应报文的过程,得到同步响应报文转发时长,同步响应报文记录为RSP1_2,同步响应报文中的时间戳更新为(其中,),级跳数更新成2。
如附图4所示,同步响应报文依次经过2号中间设备、3号中间设备,最到达4号从设备,最后4号从设备收到同步响应报文记RSP1_2,该同步响应报文所携带的设备跳级数为2,时间戳为。同时4号从设备记录收到RSP1_2报文时的时间戳为。
在具体实施过程中,上述提到的中间设备可以为EPA设备和交换机等设备。
延续上述步骤,下面将对线路延迟时和时钟偏差进行计算。
所计算得到的为主设备1和从设备4之间的通信电缆中的时间消耗和主从之间的设备物理层(包括交互主从的物理层)传输的时间消耗,不包括数据在设备中的停留时间,该通信电缆中的时间消耗和主从之间的设备物理层传输的时间消耗即为线路延时。
线路延时计算完之后,4号从设备进入通信状态。
在通信状态中,对连接链路是否发生改变进行判断,若发生改变,则按照上述步骤重新计算线路延时,若未发生改变,则对从设备的本地时钟进行更新。
其中,连接链路是否发生改变的具体判断过程为:
通信过程中,通信链路上发生变化,比方多一个或者少一个中间设备。还是以4号从设备为例,假如3号中间设备撤下,1号主设备和4号从设备之间只有一个2号中间设备。4号从设备收到的由1号主设备发送的报文中的设备级跳数变成了1。4号从设备对级跳数进行更新变成2,将更新后的级跳数和同步相应过程中,因此判断链路发生变化,同理,在通信链路中增加设备也会重新启动线路延时时长计算。
若连接链路发生变化,则重新计算线路延,步骤具体为:
重新启动新一轮的线路延时时长计算,重复上述同步过程后期的同步报文收发过程。
通过上述步骤,实现EPA热插拔应用下的精确同步计算。
若连接链路未发生改变,则对从设备的本地时钟进行更新;
4号从设备会周期性的收到来自1号主设备的周期报文,周期报文中带有1号主设备发送该报文的发送时间戳,经过2、3号中间设备,并加上过2、3号中间设备中转发的时间后,4号从设备收到周期报文后会更新时间戳,周期报文中更新的时间戳为,周期报文中跟新的时间戳的方法同上,4号从设备收到该周期报文时记录接受时间戳,4号从设备通过,以及计算出时钟偏差,。将计算所得的时钟偏差补偿到从设备的本地时钟,实现与主时钟的精确同步。
通过上述技术方案的实施,可以实现如下效果:
通过本发明上述的技术方案,对主从设备间的线路延时时长和中间设备实际转发消耗时间进行计算和检测,线路延时时长包括通信电缆中的时间消耗和数据在主从之间的设备物理层传输的时间消耗,计算完成后,在后续对时钟偏差的计算中,线路延时时长为确定的值,每次对时根据当前的中间设备实际转发消耗时间对补偿时间进行计算,实现主从设备间的精确同步。适用于通信过程中数据在链路上存在随机延迟等情况,保证主从同步的时间精度不因为通信链路上的数据堵塞而产生影响。
通过本发明的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,该方法非常适用于多级设备构成的线型、环型拓扑网络,以及多级交换机构成的星型、树形等网络拓扑结构。解决了目前同步过程中单次随机的对时不适用于整体运行情况而产生的抖动,以及不能大数据量密集传输,带宽浪费等问题。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,所述总线结构包括主设备和从设备,所述主设备和所述从设备之间通过通信链路连接;
其特征在于,所述时钟同步优化方法包括:
步骤S1,将所述主设备的主时钟作为时钟同步的同步基准;
步骤S2,所述主设备向每个所述从设备发送包含所述主时钟的周期报文;
步骤S3,所述从设备根据接收到的所述周期报文获取所述主时钟,并向所述主设备返回同步请求报文;
其中,所述总线结构还包括中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中;
所述步骤S3进一步包括:
步骤S301,所述从设备发送的所述同步请求报文中插入有记录发送所述同步请求报文的第一时间戳;
步骤S302,中间设备接收到所述同步请求报文时开始计时,所述中间设备转发所述同步请求报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述同步请求报文的第一转发时长;
步骤S303,转发后的所述同步请求报文中插入有第二时间戳,其中,所述第二时间戳为第一时间戳和第一转发时长相加之和;
步骤S304,返回到所述主设备的所述同步请求报文插入有所述主设备收到所述同步请求报文时的第三时间戳;
步骤S4,所述主设备对接收到的所述同步请求报文进行响应,向对应的所述从设备发送同步响应报文;
其中,所述步骤S4进一步包括:
S401,所述主设备发送的所述同步响应报文中插入有记录所述主设备发送同步响应报文时的第四时间戳,所述同步响应报文中插入有第一级跳数;
S402,所述中间设备接收到所述同步响应报文时开始计时,所述中间设备转发所述同步响应报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述同步响应报文的第二转发时长,所述第一级跳数经过中间设备进行更新并形成第二级跳数;
S403,转发后的所述同步响应报文中插入有第五时间戳,其中,所述第五时间戳为所述第四时间戳和第二转发时长相加之和;
S404,所述从设备收到所述同步响应报文,所述同步响应报文中插入有所述从设备收到所述同步响应报文时的第六时间戳,所述同步响应报文中插入的第二级跳数到达所述从设备,所述从设备对所述第二级跳数进行记录;
步骤S5,所述从设备根据接收到的所述同步响应报文,获得所述从设备和所述主设备间的线路延时,其中,所述线路延时为所述同步请求报文的传输时间与所述同步响应报文的传输时间的平均值;
步骤S6,在所述从设备处于通信阶段的情况下,检测所述从设备和所述主设备之间的连接链路是否发生改变:
在所述连接链路未发生改变的情况下,根据所述线路延时对所述从设备的本地时钟进行更新;
在所述连接链路发生改变的情况下,重复所述步骤S1至步骤S5对所述线路延时进行更新。
2.根据权利要求1所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述步骤S5进一步包括:
S501,求取所述第三时间戳与所述第二时间戳的第一差值;
S502,求取所述第六时间戳与所述第五时间戳的第二差值;
S503,求取所述第一差值和所述第二差值之和的平均值作为线路延时。
3.根据权利要求1所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述步骤S6中在所述从设备处于通信阶段的情况下进一步包括:
S601,所述主设备向所述从设备发送周期报文,所述周期报文中插入有第三级跳数,其中,所述第三级跳数和第一级跳数相等;
S602,所述周期报文中插入的所述第三级跳数经过所述中间设备进行更新并形成第四级跳数;
S603,所述周期报文中插入的第四级跳数达到所述从设备,所述从设备对第四级跳数进行记录。
4.根据权利要求3所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述步骤S6中所述检测所述从设备和所述主设备之间的连接链路是否发生改变进一步包括:
若所述第四级跳数和所述第二级跳数一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路未发生改变;
若所述第四级跳数和所述第二级跳数不一致,则判断所述从设备和所述主设备之间的连接链路发生改变。
5.根据权利要求1所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述总线结构包括所述主设备、所述从设备和中间设备,所述中间设备位于所述通信链路中;
所述步骤S6中在所述连接链路未发生改变的情况下,根据所述线路延时对所述从设备的本地时钟进行更新进一步包括:
A1,所述主设备发送所述周期报文中插入有记录所述主设备发送所述周期报文时的第七时间戳;
A2,所述中间设备收到所述周期报文时计时,所述中间设备转发所述周期报文完成后,计时结束,得到所述中间设备转发所述周期报文的第三转发时长;
A3,转发后的所述周期报文中插入第八时间戳,其中,所述第八时间戳为所述第三转发时长和所述第七时间戳相加之和;
A4,所述从设备接收到所述周期报文,所述周期报文中插入记录所述从设备接收到所述周期报文时的第九时间戳;
A5,计算所述第九时间戳与所述第八时间戳和所述线路延时的差值用于所述从设备的本地时钟进行更新。
6.根据权利要求1所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述主设备、中间设备和从设备之间的网络拓扑结构为星型、环型、线型或者树型。
7.根据权利要求1所述的基于EPA总线结构的时钟同步优化方法,其特征在于,所述通信链路为以太网、控制器局域网络、BLVDS、RS485或者光纤。
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