CN115882996B - 时钟同步方法、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及时钟同步方法、设备和介质。根据该方法，在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级；根据在当前宏周期的周期时间期间从该EPA通信系统的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定该从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；响应于确定能够成功发送同步请求报文，向主时钟设备发送同步请求报文；基于同步请求报文的发送时间以及同步响应报文的接收时间，确定该从时钟设备的线路延时；以及至少部分地基于所确定的线路延时与主时钟设备进行时钟同步。由此，能够提高时间同步的精度。

Description

时钟同步方法、设备和介质

技术领域

本公开的实施例总体涉及通信领域，并且更具体地涉及一种时钟同步方法、设备和介质。

背景技术

在EPA（以太网工厂自动化，Ethernet for plant automation）通信网络中通常包括例如以环形拓扑结构、线型拓扑结构、星型拓扑结构或以上拓扑结构的混合拓扑结构彼此耦接的多个设备，这些设备之间的数据传输是通过每个设备的转发来实现的。为了保证系统的实时性和稳定性，每个从时钟设备在参与系统通信之前都需要与主时钟设备进行时钟同步，为了实现时钟同步需要计算该从时钟设备与主时钟设备之间的线路延时来修正该从时钟设备自身的时钟。目前，各个从时钟设备与主时钟设备之间的线路延时确定以及相应的时钟同步操作仅会在主时钟设备发生变换或者协议栈开启时才会进行。然而，EPA通信网络中的设备通常包括转发通道和旁路通道，当该设备因故障（例如，掉电）而导致其转发通道无法再进行数据转发时，通信线路会从该设备的转发通道切换到该设备的旁路通道。在旁路通道中，数据是直通的，其到达下一设备的时间变快，因此这时如果仍然按照该设备与转发通道相关联的线路延时来计算自身的时间，就会导致时钟同步精度下降。同样，当通信网络中的某一设备从断电状态重新上电后，该设备的通信线路由原先的旁路通道切换回转发通道，从而又使得数据到达下一设备的时间变慢，因此这时如果仍然按照该设备与旁路通道相关联的线路延时，会导致两台设备之间的发送时间片重叠，进而导致通信错误。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种时钟同步方法、设备和介质，使得能够有效提高时间同步的精度。

根据本公开的第一方面，提供了一种时钟同步方法，包括：在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级；根据在当前宏周期的周期时间期间从所述EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向所述主时钟设备发送所述同步请求报文并记录相应的发送时间；基于所述发送时间以及从所述主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定所述从时钟设备的线路延时；以及至少部分地基于所确定的线路延时与所述主时钟设备进行时钟同步。

根据本公开的第二方面，提供了一种时钟同步方法，包括：在EPA通信系统中的从时钟设备上电时，根据在当前宏周期的周期时间期间从所述EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向所述主时钟设备发送同步请求报文并记录相应的发送时间；基于所述发送时间以及从所述主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定所述从时钟设备的线路延时；以及至少部分地基于所确定的线路延时与所述主时钟设备进行时钟同步。

根据本公开的第三方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开的第一方面或第二方面的方法。

在本公开的第四方面中，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中所述计算机指令用于使计算机执行本公开的第一方面或第二方面的方法。

在一些实施例中，所接收的每一周期报文包括相应其他时钟设备的逻辑地址以及所述相应其他时钟设备准备在当前宏周期发送的各个报文的优先级，并且确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败包括：根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文；响应于确定所述EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文，根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文；响应于确定所述EPA通信系统中有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定该一个或多个其他时钟设备的逻辑地址是否大于所述从时钟设备的逻辑地址；响应于确定该一个或多个其他时钟设备的逻辑地址均大于所述从时钟设备的逻辑地址，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文。

在一些实施例中，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：所述EPA通信系统中有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。

在一些实施例中，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：响应于确定所述EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文。

在一些实施例中，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：响应于确定该一个或多个其他时钟设备中至少有一个其他时钟设备的逻辑地址小于所述从时钟设备的逻辑地址，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。

在一些实施例中，该方法还包括：响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败，放弃在当前宏周期的非周期时间期间向所述主时钟设备发送所述同步请求报文，而改为在下一宏周期的周期报文中继续添加同步请求报文优先级，直到能够成功发送同步请求报文为止。

在一些实施例中，所述同步触发时间与所述从时钟设备的上一次时钟同步的完成时间间隔预定时间长度。

在一些实施例中，所述预定时间长度为宏周期的时间长度的两倍或更多倍。

在一些实施例中，该方法还包括：在向所述主时钟设备发送了所述同步请求报文之后，将在当前宏周期的周期报文中添加的同步请求报文优先级清除。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。

图1示出了根据本公开的实施例的EPA通信系统100的示意框图。

图2示出了根据本公开的实施例的时钟同步方法200的流程图。

图3示出了根据本公开的实施例的宏周期300的说明性示意图。

图4示出了根据本公开的实施例的用于确定从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败的方法400的流程图。

图5示出了本公开的实施例的电子设备500的框图。

实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如上所述，在EPA环网通信网络中通常包括以环形拓扑结构彼此耦接的多个设备，这些设备之间的数据传输是通过每个设备的转发来实现的。为了保证系统的实时性和稳定性，每个从时钟设备在参与系统通信之前都需要与主时钟设备进行时钟同步，为了实现时钟同步需要计算该从时钟设备与主时钟设备之间的线路延时来修正该从时钟设备自身的时钟。目前，各个从时钟设备与主时钟设备之间的线路延时确定以及相应的时钟同步操作仅会在主时钟设备发生变换或者协议栈开启时才会进行。然而，EPA通信网络中的设备通常包括转发通道和旁路通道，当该设备因故障（例如，掉电）而导致其转发通道无法再进行数据转发时，通信线路会从该设备的转发通道切换到该设备的旁路通道。在旁路通道中，数据是直通的，其到达下一设备的时间变快，因此这时如果仍然按照该设备与转发通道相关联的线路延时来计算自身的时间，就会导致时钟同步精度下降。同样，当通信网络中的某一设备从断电状态重新上电后，该设备的通信线路由原先的旁路通道切换回转发通道，从而又使得数据到达下一设备的时间变慢，因此这时如果仍然按照该设备与旁路通道相关联的线路延时，会导致两台设备之间的发送时间片重叠，进而导致通信错误。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种时钟同步方法，包括：在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级；根据在当前宏周期的周期时间期间从所述EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向所述主时钟设备发送所述同步请求报文并记录相应的发送时间；基于所述发送时间以及从所述主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定所述从时钟设备的线路延时；以及至少部分地基于所确定的线路延时与所述主时钟设备进行时钟同步。以此方式，使得能够有效提高时间同步的精度，并且还可以很好地避免不同从时钟设备之间的发送时间片重叠的问题。

图1示出了根据本公开的实施例的EPA通信系统100的示意框图。如图1所示，EPA通信系统100包括主时钟设备110以及从时钟设备120-1、120-2和120-3（此后统称为120）。应了解，虽然在图1中示出EPA通信系统100包括三个从时钟设备，但在实际使用时，EPA通信系统100可包括更多或更少的从时钟设备，这取决于具体的应用。

为了实现各个设备（包括前面提到的主时钟设备110及从时钟设备120）在该通信系统中的通信和互联，在本公开中，每个设备均至少包括两个端口（图中未示出）。例如，在图1中，主时钟设备110的第一端口与从时钟设备120-1的第一端口连接，主时钟设备110的第二端口与从时钟设备120-3的第一端口连接，从时钟设备120-1的第二端口与从时钟设备120-2的第一端口连接，并以此类推。当然，每一设备都可包括更多的端口，这取决于具体的使用需求。

在本公开中，各个设备（包括前面提到的主时钟设备110及从时钟设备120）均可包括转发信道和旁路信道，其中在设备正常工作时，数据可经过该设备的转发通道来进行转发，而当该设备发生故障（例如，掉电或损坏）时，传输通道将从该设备的转发通道切换到该设备的旁路通道，从而使得数据直接从该设备的第一端口传输到该设备的第二端口，也就是说数据是直通的。在本公开中，每个设备均可被实现为如图5所示的电子设备500。

图2示出了根据本公开的实施例的时钟同步方法200的流程图。方法200可由从时钟设备（例如如图1所示的EPA通信系统中的从时钟设备120-1、120-2和120-3中的任一者）执行，也可以在图5所示的电子设备500处执行，以实现该从时钟设备120与主时钟设备110之间的精确时钟同步，并且还可以避免其与其他从时钟设备之间的发送时间片重叠的问题。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。

在步骤202，在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间来到时，在当前宏周期（即同步触发时间来到时的宏周期）的周期报文中添加同步请求报文优先级。

由于周期报文会向EPA通信系统中的所有其他时钟设备进行广播，因此通过在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级，可使得EPA通信系统中的其他时钟设备在接收到该周期报文之后知晓该从时钟设备准备要发送同步请求报文。

在本公开中，对于EPA通信系统中的任一从时钟设备而言，该从时钟设备上电时与主时钟设备进行的时钟同步可称为该从时钟设备的首次时钟同步，在首次时钟同步之后，在每个同步触发时间到来时，该从时钟设备都会执行步骤202，以便重新确定其线路延时。在本公开中，从时钟设备的同步触发时间被设置为反复发生，在每一个同步触发之间到来时，都会重新确定线路延时，以进行下一次的时钟同步。同步触发时间可被设置为与从该从时钟设备的上一次时钟同步的完成时间间隔预定时间长度。该预定时间长度可以为宏周期的时间长度的两倍或更多倍，例如为1秒钟或2秒钟等。例如，在与首次时钟同步的完成时间间隔该预定时间长度处，从时钟设备会在相应的当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级，以指示需要重新确定线路延时并进行第二次时钟同步；在与第二次时间同步的完成时间间隔该预定时间长度处，又会在相应的当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级，以指示需要重新确定线路延时并进行第二次时钟同步，并以此类推。

在本公开中，待发送的每一报文均可根据该报文的类型被分配相应的优先级，例如组态报文的优先级可被设置为高于同步请求报文的优先级，由主时钟设备发送的同步响应报文的优先级也可高于同步请求报文的优先级。优先级的取值可例如使用大于或等于0的整数来表示，并且可约定例如数字越大则相应的优先级越高。在当前宏周期的周期报文中添加的同步请求报文优先级实际上就是同步请求报文的优先级的相应取值。任何时钟设备在发送任何报文之前，都会在相应宏周期的周期报文中添加相应的优先级，以告知其他时钟设备，该时钟设备准备发送相应的报文。

在本公开中，通过在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级，可以实现每隔一段时间就对从时钟设备进行一次时钟同步，进而使得在EPA网络通信系统中的某个设备发生故障或重新恢复上电时，不会因同步不精确而导致数据出错或者发送时间片重叠的问题。

为了便于更好地理解本公开的内容，下面结合图3对宏周期300进行一定的简要说明。宏周期300是整个EPA网络通信系统的通信周期，其时间长度一般为设为是微秒级的。如图3所示，一个宏周期时间300包括周期时间310和非周期时间320两个部分。周期时间310用于发送实时性较高的周期报文。如图3所示，每个设备（例如，如图3所示的D1-D4，其可分别为例如如图1所示的主时钟设备110和从时钟设备120-1、120-2和120-3）均可在周期时间310内的固定发送偏移时间在对应的时间片（由图3中的相应黑色矩形块表示）内发送相应的周期报文。非周期时间320用于供各设备发送实时性不高的消息。例如，非周期时间320可用于发送在线状态查询消息和在线状态响应消息，以及其他组态控制相关的消息，例如用于各从时钟设备的组态配置消息。同步请求报文和同步响应报文也是在宏周期的非周期时间320期间发送的。

在步骤204，根据在当前宏周期的周期时间（例如，如图3所示的周期时间310）期间从该EPA通信系统（即以上步骤202中提到的EPA通信系统）中的各个其他时钟设备（包括主时钟设备以及各个其他从时钟设备）接收到的周期报文，确定该从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。

步骤204中提到的EPA通信系统就是包括当前从时钟设备的EPA通信系统，例如图1所示的EPA通信系统100。在一些实施例中，该EPA通信系统的拓扑结构可以为环形拓扑结构。当然，该EPA通信系统也可以采用其他拓扑结构，例如线型拓扑结构、星型拓扑结构或混合拓扑结构等。EPA通信系统中的各个其他时钟设备包括该EPA通信系统中的主时钟设备以及所有其他从时钟设备。

在步骤204中，从每一个其他时钟设备接收到的周期报文都可包括该相应其他时钟设备的逻辑地址（诸如，IP地址等）以及该相应其他时钟设备准备在当前宏周期发送的各个报文的优先级。在本公开中，基于该逻辑地址和优先级，可实现对可能的报文发送冲突的判断。下面将基于图4对用于确定从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败的方法作进一步更详细的描述。

在步骤206，响应于确定从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间（例如，如图3所示的非周期时间320）期间，向主时钟设备发送同步请求报文并记录相应的发送时间。

另一方面，在本公开中，响应于确定从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败，则放弃在当前宏周期的非周期时间期间向主时钟设备发送同步请求报文。在本公开中，在下一宏周期期间，该从时钟设备还可继续在周期报文中添加同步请求报文优先级，并重复前面提到的步骤202到204，直到能够成功发送同步请求报文为止。由于宏周期时间的时间长度通常是微秒级的，因此即使需要经过若干宏周期之后才能成功发送同步请求报文，过程总共也不会花费太长的时间，因此并不会对整个通信的准确性造成太大的影响。

在步骤208，基于发送时间（即步骤206记录的发送时间）以及从主时钟设备接收到相应同步响应报文（即主时钟设备用于对步骤206中发送的同步请求报文进行响应的同步响应报文）的接收时间，确定该从时钟设备的线路延时。

具体地，该线路延时可以是以上提到的接收时间与发送时间之间的时间差。

在步骤210，至少部分地基于所确定的线路延时与主时钟设备进行时钟同步。

例如，可根据已知的IEEE 1588协议来进行基于所确定的线路延时与主时钟设备进行时钟同步。

在向主时钟设备发送了同步请求报文之后，可将在当前宏周期的周期报文中中添加的同步请求报文优先级清除，以避免对其他从时钟设备对同步请求报文的发送造成影响。

值得一提的是，在从时钟设备上电以进行首次时钟同步时，也会进行以上的步骤204-210。

具体地，在EPA通信系统中的任何从时钟设备上电时，不会向系统中的其他时钟设备广播相应的周期报文，但会进行下面的步骤以实现该从时钟设备的首次时间同步。首先，在该从时钟设备上电时，根据在当前宏周期（即从时钟设备上电时的宏周期）的周期时间期间从EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定该从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；响应于确定该从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向主时钟设备发送同步请求报文并记录相应的发送时间；基于该发送时间以及从主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定该从时钟设备的线路延时；以及至少部分地基于所确定的线路延时与主时钟设备进行时钟同步。更详细的方案可与以上结合步骤204-210所描述的内容相同，这里不再进行赘述。

通过采用上述手段，可确保从时钟设备每次需要执行时钟同步时都可顺利完成，而不会由于报文冲突等问题而导致时钟同步失败，并且还使得从时钟设备能够每隔一段时间都计算一次新的线路延时，并根据该新的线路延时来调整自身时钟，从而使得该设备能够实时得知网络线路的变化情况，及时纠正因设备断电或上电导致的线路延时的变化，进而能够避免因各种情况导致的网络冲突，防止通信错误。

图4示出了根据本公开的实施例的用于确定从时钟设备（以下也称为本从时钟设备）在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败的方法400的流程图。方法400可由从时钟设备（例如如图1所示的EPA通信系统中的从时钟设备120）执行，也可以在图5所示的电子设备500处执行。应当理解的是，方法400还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。

在步骤402，根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定EPA通信系统中是否有一个或多个其他时钟设备（可以是该EPA通信系统中的主时钟设备或者任何其他从时钟设备）准备在当前宏周期期间发送优先级高于同步请求报文优先级的报文。

例如，如果该EPA通信系统中有任何一个或多个其他从时钟设备准备向主时钟设备发送优先级更高的报文（例如，组态报文），或者该EPA通信系统中的主时钟设备正准备向其他从时钟设备发送优先级更高的同步响应报文，则说明有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于同步请求报文优先级的报文。

通过各个从时钟设备在发送同步请求报文之前先进行步骤402中的以上判断，可有助于避免该从时钟设备与主时钟设备之间关于同步请求报文的通信受到其他从时钟设备与主时钟设备之间的通信的影响，进而有助于避免因同步请求报文无法成功发送而造成相应的线路延时无法得到及时更新。

在步骤404，响应于确定EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于同步请求报文优先级的报文，根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定该EPA通信系统中是否有一个或多个其他从时钟设备（可以是该EPA通信系统中的任何其他从时钟设备）准备在当前宏周期期间发送同步请求报文。

在步骤406，响应于确定EPA通信系统中有一个或多个其他从时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定该一个或多个其他从时钟设备的逻辑地址是否大于本从时钟设备（即当前执行该方法的从时钟设备）的逻辑地址。

在步骤408，响应于确定该一个或多个其他从时钟设备（即步骤406中提到的一个或多个其他从时钟设备）的逻辑地址均大于本从时钟设备的逻辑地址，确定本从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文。

在本公开中，通过步骤408中对逻辑地址大小的判断，可实现根据各个从时钟设备的逻辑地址从小到大的顺序来发送相应的同步请求报文，从而可有效地避免不同从时钟设备之间同步请求报文的发送冲突。

在步骤410，响应于在步骤402中确定EPA通信系统中有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于同步请求报文优先级的报文，确定本从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。这时，可如前所述，放弃在当前宏周期的非周期时间期间向主时钟设备发送同步请求报文，并且在下一宏周期期间，本从时钟设备还可继续在周期报文中添加同步请求报文优先级，并重复前面提到的步骤202到204，直到能够成功发送同步请求报文为止。

在步骤412，响应于确定EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定本从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文。这时，可转至图2所示的步骤206继续执行。

在步骤414，响应于确定该一个或多个其他从时钟设备中至少有一个其他从时钟设备（即步骤406中提到的一个或多个其他从时钟设备）的逻辑地址小于本从时钟设备（即用于执行该方法的从时钟设备）的逻辑地址，确定本从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。这时，可如前所述，放弃在当前宏周期的非周期时间期间向主时钟设备发送同步请求报文。在下一宏周期期间，本从时钟设备可继续在周期报文中添加同步请求报文优先级，并继续确定本从时钟设备在该宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败，如果确定将导致同步请求报文发送失败，则继续重复前面提到的步骤，直到能够成功发送同步请求报文为止。

通过采用上述手段，本公开能够有效地避免因报文发送冲突而导致无法成功完成各次时钟同步。

图5示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例电子设备500的示意性框图。例如，如图1所示的主时钟设备110以及各个从时钟设备120均可以由电子设备500来实施。如图所示，电子设备500包括中央处理单元（CPU）501，其可以根据存储在只读存储器（ROM）502中的计算机程序指令或者从存储单元508加载到随机存取存储器（RAM）503中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在随机存取存储器503中，还可存储电子设备500操作所需的各种程序和数据。中央处理单元501、只读存储器502以及随机存取存储器503通过总线504彼此相连。输入/输出（I/O）接口505也连接至总线504。

电子设备500中的多个部件连接至输入/输出接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标、麦克风等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

上文所描述的由相应主时钟设备110或从时钟设备120实施的各种操作均可由中央处理单元501执行。例如，在一些实施例中，各个主时钟设备110或从时钟设备120需要实施的操作可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由只读存储器502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序被加载到随机存取存储器503并由中央处理单元501执行时，可以执行上文描述的方法200和400的一个或多个动作。

本公开涉及方法、装置、系统、电子设备、计算机可读存储介质和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘计算设备。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种时钟同步方法，包括：

在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加同步请求报文优先级；

根据在当前宏周期的周期时间期间从所述EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；

响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向主时钟设备发送同步请求报文并记录相应的发送时间；

基于所述发送时间以及从所述主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定所述从时钟设备的线路延时；以及

至少部分地基于所确定的线路延时与所述主时钟设备进行时钟同步；

其中所接收的每一周期报文包括相应其他时钟设备的逻辑地址以及所述相应其他时钟设备准备在当前宏周期发送的各个报文的优先级，并且确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败包括：

根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文；

响应于确定所述EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文，根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他从时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文；

响应于确定所述EPA通信系统中有一个或多个其他从时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定该一个或多个其他从时钟设备的逻辑地址是否大于所述从时钟设备的逻辑地址；

响应于确定该一个或多个其他从时钟设备的逻辑地址均大于所述从时钟设备的逻辑地址，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文；

其中从时钟设备的同步触发时间被设置为反复发生，所述同步触发时间与所述从时钟设备的上一次时钟同步的完成时间间隔预定时间长度；

其中所述预定时间长度为宏周期的时间长度的两倍或更多倍；

所述方法还包括：

在向所述主时钟设备发送了所述同步请求报文之后，将在当前宏周期的周期报文中添加的同步请求报文优先级清除；以及

在EPA通信系统中的任何从时钟设备上电时，不会向EPA通信系统中的其他时钟设备广播相应的周期报文。

2.一种时钟同步方法，包括：

在EPA通信系统中的从时钟设备上电时，根据在当前宏周期的周期时间期间从所述EPA通信系统中的各个其他时钟设备接收到的周期报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败；其中，在EPA通信系统中的任何从时钟设备上电时，不会向EPA通信系统中的其他时钟设备广播相应的周期报文；

响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文，在当前宏周期的非周期时间期间，向主时钟设备发送同步请求报文并记录相应的发送时间；

基于所述发送时间以及从所述主时钟设备接收到相应同步响应报文的接收时间，确定所述从时钟设备的线路延时；以及

至少部分地基于所确定的线路延时与所述主时钟设备进行时钟同步，其中所接收的每一周期报文包括相应其他时钟设备的逻辑地址以及所述相应其他时钟设备准备在当前宏周期发送的各个报文的优先级，并且确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败包括：

根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于同步请求报文优先级的报文，同步请求报文优先级是在EPA通信系统中的从时钟设备处，在同步触发时间到来时，在当前宏周期的周期报文中添加的，其中从时钟设备的同步触发时间被设置为反复发生，所述同步触发时间与所述从时钟设备的上一次时钟同步的完成时间间隔预定时间长度；其中所述预定时间长度为宏周期的时间长度的两倍或更多倍；

响应于确定所述EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文，根据所接收到的每一周期报文中包括的优先级和逻辑地址，确定所述EPA通信系统中是否有一个或多个其他从时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文；

响应于确定所述EPA通信系统中有一个或多个其他从时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定该一个或多个其他从时钟设备的逻辑地址是否大于所述从时钟设备的逻辑地址；

响应于确定该一个或多个其他从时钟设备的逻辑地址均大于所述从时钟设备的逻辑地址，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文；

所述方法还包括：

在向所述主时钟设备发送了所述同步请求报文之后，将在当前宏周期的周期报文中添加的同步请求报文优先级清除。

3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：

所述EPA通信系统中有一个或多个其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送优先级高于所述同步请求报文优先级的报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。

4.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：

响应于确定所述EPA通信系统中没有其他时钟设备准备在当前宏周期期间发送同步请求报文，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间能够成功发送同步请求报文。

5.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述从时钟设备在当前宏周期期间是否将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败还包括：

响应于确定该一个或多个其他从时钟设备中至少有一个其他从时钟设备的逻辑地址小于所述从时钟设备的逻辑地址，确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

响应于确定所述从时钟设备在当前宏周期期间将由于报文冲突而导致同步请求报文发送失败，放弃在当前宏周期的非周期时间期间向所述主时钟设备发送所述同步请求报文，而改为在下一宏周期的周期报文中继续添加同步请求报文优先级，直到能够成功发送同步请求报文为止。

7.一种计算设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的方法。

8.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-6中任一项所述的方法。