CN116266773A - 对多个时域的时间进行同步的方法、计算装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及对多个时域的时间进行同步的方法、计算装置及存储介质,方法包括以下步骤:由从节点的精确时间协议层计算出传播延迟值并对其进行存储;由主节点时间协议层将主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到从节点时间协议层;由从节点时间协议层将从节点的硬件时钟同步到主节点的硬件时钟所指向的基准时间;由主节点时间协议层将在多个时域中的第一时域的偏移值加上基准时间而计算出的第一时域的时间值传送到从节点时间协议层;由从节点时间协议层利用第一时域的时间值与所存储的传播延迟值计算出第一时域的偏移值;以及,由从节点时间协议层将所计算出的第一时域的偏移值适用于从节点的硬件时钟所指向的基准时间并借此获取第一时域的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种对多个时域的时间进行同步的方法以及实现所述方法的装置,尤其涉及一种用于对构成网络的多个节点之间的多个时域的时间进行同步的对多个时域的时间进行同步的方法以及用于实现所述方法的装置。
背景技术
网络时间协议(NTP,Network Time Protocol)是一种用于通过分组交换以及可变延迟时间数据网络实现计算机系统之间的时钟同步的网络协议。
精确时间协议(PTP,Precision Time Protocol)是一种利用主-从(Master-Slave)层次结构对网络装置的时钟进行同步的协议,可以利用硬件时间戳(hardware timestamp)提供与网络时间协议(NTP)相比更高水准的时钟准确度,从而将时钟同步至不到1微秒(microsecond)的准确度。
精确时间协议(PTP)使用与网络时间协议(NTP)类似的主(master)以及从(slave)层次,将可使用的最准确的时钟称之为主时钟(master clock),而从装置利用主装置的信号对自身时钟进行同步。
在现有的802.1AS-2011(广义精确时间协议,gPTP)标准中所限定的精确时间协议(PTP)并不包括多重时域同步相关规范。
在现有的精确时间协议(PTP)中,在整个网络属于一个时域的情况下,当网络中的节点需要多个时区时,为了实现时间的同步,采用通过添加单独的硬件装置而物理性地重新构成网络的方法。因此,当利用精确时间协议(PTP)对多重时域的时间进行同步时,会导致需要消耗大量的成本以及资源的问题。
因此,需要一种在已构建的网络中不需要添加单独的硬件而只通过软件功能就可以对多重时域的时间进行同步的方法。
发明内容
本发明拟解决的技术课题在于提供一种可以利用精确时间协议(PTP)对主节点与从节点之间的多重时域的时间进行同步的对多个时域的时间进行同步的方法以及用于实现所述方法的装置。
本发明拟解决的另一技术课题在于提供一种可以提供添加了并没有包含于现有的802.1AS-2011(广义精确时间协议,gPTP)标准中的多重时域同步相关规范的全新的精确时间协议(PTP)标准的对多个时域的时间进行同步的方法以及用于实现所述方法的装置。
本发明拟解决的又一技术课题在于提供一种可以在实现自动驾驶平台时稳定且灵活地构建支持多重时域的车载网络的对多个时域的时间进行同步的方法以及用于实现所述方法的装置。
本发明的技术课题并不限定于在上述内容中提及的技术课题,本公开之技术领域的一般的技术人员将可以通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他技术课题。
为了解决所述技术课题,适用本发明之一实施例的对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法,包括:由所述从节点的精确时间协议(PTP)层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对其进行存储的步骤;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间的步骤;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将在所述多个时域中的第一时域的偏移值(θ1)上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层利用所述第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述第一时域的偏移值(θ1)的步骤;以及,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述计算出的第一时域的偏移值(θ1)适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取所述第一时域的时间的步骤。
作为一实施例,还可以包括:由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将在所述多个时域中的第二时域的偏移值(θ2)上加上所述基准时间而计算出的所述第二时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤;以及,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层利用所述第二时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述第二时域的偏移值(θ2)的步骤。
作为一实施例,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对其进行存储的步骤,可以包括:由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将包括与基准时间T1相关的信息的Pdelay_Req信号传送到所述主节点的步骤;获取与所述主节点的精确时间协议(PTP)层接收到所述Pdelay_Req信号的基准时间T2相关的信息以及与向所述从节点的精确时间协议(PTP)层传送与所述Pdelay_Req信号对应的Pdelay_Resp信号的基准时间T3相关的信息的步骤;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层获取与从所述主节点接收到所述Pdelay_Rest信号的基准时间T4相关的信息的步骤;以及,利用所述基准时间T1与T4的差异值以及所述T2与T3的差异值计算出所述传播延迟值的步骤。
作为一实施例,将所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤,可以包括:由所述主节点的精确时间协议(PTP)层通过Sync数据包以及Follow_up数据包将所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤。
作为一实施例,所述Sync数据包以及所述Follow_up数据包的时域字段可以被设定为与所述第一时域对应的数字。
作为一实施例,还可以包括:由所述主节点的精确时间协议(PTP)层在所述第一时域的偏移值(θ1)发生变更的情况下通过所述Sync数据包以及所述Follow_up数据包将适用所述变更的偏移值(θ1)的第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤;以及,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层利用所述传送过来的第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述变更的第一时域的偏移值的步骤。
作为一实施例,所述精确时间协议(PTP)层可以向相当于所述精确时间协议(PTP)层的上级层的应用层提供用于设定和获取所述各个时域的时间值以及用于设定和获取所述各个时域的偏移值的接口。
作为一实施例,还可以包括:在所述主节点的应用层调用setTime(1,T)函数时,由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将所述第一时域的时间值即T传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的步骤;以及,在所述从节点的应用层调用getTime(1)函数时,返回在所述从节点的精确时间协议(PTP)层中获取到的所述第一时域的时间的步骤。
作为一实施例,还可以包括:在所述主节点的精确时间协议(PTP)层调用setOffset(1,θ1)函数时,将所述第一时域的偏移值设定为θ1的步骤;以及,在所述从节点的精确时间协议(PTP)层调用getOffset(1)函数时,作为所述第一时域的偏移值返回利用所述第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出的θ1的步骤。
作为一实施例,所述主节点以及所述从节点可以分别为电子控制单元(ECU)或网络交换机。
为了解决所述技术课题,适用本发明之一实施例的计算机可读取的非易失性存储介质,可以存储有用于使计算机执行所述方法的计算机程序。
为了解决所述技术课题,适用本发明之一实施例的对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的计算装置,包括:一个以上的处理器;通信接口,用于与外部装置进行通信;存储器,用于对通过所述处理器执行的计算机程序进行加载(load);以及,存储设备,用于对所述计算机程序进行存储;所述计算机程序,包括用于执行下述动作的指令(instructions):由所述从节点的精确时间协议(PTP)层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对其进行存储的动作;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的动作;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间的动作;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将在所述多个时域中的第一时域的偏移值(θ1)上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的动作;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层利用所述第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述第一时域的偏移值(θ1)的动作;以及,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述计算出的第一时域的偏移值(θ1)适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取所述第一时域的时间的动作。
附图说明
图1是适用本发明之一实施例的用于基于精确时间协议(PTP)对多重时域进行同步的系统构成图。
图2是适用本发明之一实施例的用于车载网络装置的构成进行图示的实例。
图3是适用本发明之一实施例的用于对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法进行说明的流程图。
图4是适用本发明之若干实施例的用于对在主节点与从节点之间传送消息时所产生的传播延迟值进行计算的实例。
图5是适用本发明之若干实施例的用于将从节点的硬件时钟同步到主节点的硬件时钟所指向的基准时间的实例。
图6是适用本发明之若干实施例的用于对各个时域的偏移值进行计算并利用所述偏移值获取各个时域的时间的实例。
图7是适用本发明之另一实施例的用于利用基于精确时间协议(PTP)的偏移值时钟层对多重时域进行同步的系统构成图。
图8是适用本发明之另一实施例的用于车载网络装置的构成进行图示的实例。
图9是适用本发明之另一实施例的用于对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法进行说明的流程图。
图10是可以实现适用本发明之若干实施例的方法的示例性计算装置的硬件构成图。
具体实施方式
接下来,将参阅附图对本公开的较佳实施例进行详细的说明。本公开的优点和特征及其达成方法,将可以通过参阅结合附图进行详细说明的后续的实施例得到进一步明确。但是,本公开的技术思想并不限定于下述的实施例,而是可以以多种不同的形态实现,下述实施例只是为了更加完整地公开本公开的技术思想,并向具有本公开所属技术领域之一般知识的人员更加完整地介绍本公开的范畴,本公开的技术思想只应该通过权利要求书的范畴做出限定。
需要注意的是,在为各个附图中的构成要素分配参考编号的过程中,对于相同的构成要素,即使是标示在不同的附图上也尽可能地分配了相同的编号。此外,在对本公开进行说明的过程中,当判定对相关的公知构成或功能的具体说明可能会导致本公开的要旨变得不清晰时,将省略与其相关的详细说明。
除非另有限定,否则在本说明书中所使用的所有术语(包括技术以及科学术语)的含义与具有本公开所属技术领域之一般知识的人员所通常理解的含义相同。此外,除非另有明确的限定,否则不应该将通常所使用的已在词典中做出限定的术语解释为过于理想化或夸张的含义。在本说明书中所使用的术语只是用于对实施例进行说明,并不是为了对本公开做出限定。在本说明书中,除非另有限定,否则单数型语句还包含复数型含义。
此外,在对本公开的构成要素进行说明的过程中,可能会使用如第一、第二、A、B、(a)以及(b)等术语。如上所述的术语只是用于将所述构成要素与其他构成要素进行区分,对应的构成要素的本质、次序或顺序等并不因为所述术语而受到限定。当记载为某个构成要素与其他构成要素“连接”、“结合”或“相连”时,所述构成要素可以与所述其他构成要素直接连接或项链,但是应该理解为在各个构成要素之间还可以有其他构成要素“连接”、“结合”或“相连”。
接下来,将参阅附图对本公开的若干实施例进行详细的说明。
图1是适用本发明之实施例的用于基于精确时间协议(PTP)对多重时域进行同步的系统构成图。参阅图1,本发明的系统包括基于精确时间协议(PTP)的网络装置即主节点11以及从节点12。
主节点11以及从节点12包括用于基于精确时间协议(PTP)对多个时域的各自的时间进行同步的精确时间协议(PTP)层的构成。
从节点12的精确时间协议(PTP)层120计算出在与主节点11进行消息的收发时所产生的传播延迟值(propagation delay),并利用所述传播延迟值将从节点12的硬件时钟同步到主节点11的硬件时钟所指向的基准时间。
此外,从节点12的精确时间协议(PTP)层120利用从主节点11的精确时间协议(PTP)层110传送过来的各个时域的时间值以及预先计算出的传播延迟值计算出各个时域的偏移值。此时,从节点12可以通过将各个时域的偏移值适用于从节点12的硬件时钟而获取各个时域的时间。
借此,利用如上所述的基于精确时间协议(PTP)的主节点以及从节点的构成,可以对多个时域的时间进行同步。
图2是对适用本发明之一实施例的车载网络装置的构成进行图示的实例。参阅图2,车载网络装置包括多个电子控制单元(ECU_1、ECU_2、ECU_3以及ECU_4)21、22、23、24以及在多个电子控制单元之间对数据进行收发信的网络交换机(Switch)25。多个电子控制单元21、22、23、24以及网路交换机25可以分别被设定为主节点或从节点。
多个电子控制单元21、22、23、24包括应用层210、220、230、240以及精确时间协议(PTP)层211、221、231、241,而网路交换机25包括精确时间协议(PTP)层251。精确时间协议(PTP)层211、221、231、241可以向相当于上级层的应用层210、220、230、240提供包括用于设定和获取各个时域的时间值以及用于设定和获取偏移值的函数调用功能的接口。
各个精确时间协议(PTP)层211、221、231、241可以在主节点与从节点之间对硬件时钟所指向的基准时间213、223、233、243进行同步,并对多个时域的偏移值212、222、232、242的设定和获取进行控制,从而对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步。
通过如上所述的本发明的车载网络装置的构成,可以在多个电子控制单元(ECU)以及网络交换机中稳定且灵活地构建支持多重时域的车载网络。
图3是用于对适用本发明之一实施例的对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法进行说明的流程图。图3中所图示的各个动作可以通过图2的构成执行。
参阅图3,首先,在动作S31中,由从节点的精确时间协议(PTP)层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对其进行存储。
例如,如图4所示,在主节点GM_p为电子控制单元1(ECU1)且从节点S_p为交换机(Switch)的情况下,可以由从节点S_p的精确时间协议(PTP)层计算出传播延迟值d并对其进行存储。
具体来讲,可以由从节点S_p的精确时间协议(PTP)层将包括与硬件时钟所指向的基准时间T1相关的信息的Pdelay_Req信号传送到主节点GM_p。
此时,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以获取与主节点GM_p的精确时间协议(PTP)层接收到所述Pdelay_Req信号的基准时间T2相关的信息以及与向从节点S_p的精确时间协议(PTP)层传送与所述Pdelay_Req信号对应的Pdelay_Resp信号的基准时间T3相关的信息。此外,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以获取与从主节点GM_p接收到所述Pdelay_Resp信号的基准时间T4相关的信息。
借此,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以利用基准时间T1与T4的差异值以及所述T2与T3的差异值计算出传播延迟值d并对其进行存储,从而在接下来计算多个时域的各自的偏移值时使用所存储的传播延迟值d。
接下来,在动作S32中,由主节点的精确时间协议(PTP)层将主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到从节点的精确时间协议(PTP)层,而在动作S33中,由从节点的精确时间协议(PTP)层将从节点的硬件时钟同步到所传送过来的主节点的硬件时钟所指向的基准时间。
例如,如图5所示,在主节点GM_p为电子控制单元1(ECU1)且从节点S_p为交换机(Switch)的情况下,可以由主节点GM_p的精确时间协议(PTP)层将主节点GM_p的硬件时钟所指向的基准时间传送到从节点S_p的精确时间协议(PTP)层,并由从节点S_p的精确时间协议(PTP)层将从节点S_p的硬件时钟同步到所传送过来的主节点GM_p的硬件时钟所指向的基准时间。
具体来讲,可以在由主节点GM_p的精确时间协议(PTP)层在硬件时钟所指向的基准时间T1将Sync数据包传送到从节点S_p之后,将包括与基准时间T1相关的信息的Follow_up数据包传送到从节点S_p。
此时,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以利用从主节点GM_p接收到Sync数据包的基准时间T2和所传送过来的Follow_up数据包中所包含的主节点GM_p的基准时间T1值以及在之前说明的图4的实例中预先计算并存储的传播延迟值d计算出主节点GM_p与从节点S_p之间的时间差异α。
借此,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以执行在从节点S_p的硬件时钟上适用所计算出的时间差异α的预校正,从而将从节点S_p的硬件时钟同步到主节点GM_p的硬件时钟所指向的基准时间。
接下来,在动作S34中,由主节点的精确时间协议(PTP)层将在多个时域中的第一时域的偏移值(θ1)上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到从节点的精确时间协议(PTP)层,而在动作S35中,由从节点的精确时间协议(PTP)层利用第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出第一时域的偏移值(θ1)。
最后,在动作S36中,由从节点的精确时间协议(PTP)层将所计算出的第一时域的偏移值(θ1)适用于所述从节点的硬件时钟所指向的基准时间并借此获取第一时域的时间。
此时,还可以追加执行由主节点的精确时间协议(PTP)层将在第二时域的偏移值(θ2)上加上基准时间而计算出的第二时域的时间值传送到从节点的精确时间协议(PTP),并由从节点的精确时间协议(PTP)层利用第二时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出第二时域的偏移值(θ2),进而将其适用于基准时间并借此获取第二时域的时间的动作。同理,可以执行计算出多个时域中除第一时域以及第二时域之外的其他时域的各自的偏移值,并通过适用所述偏移值而计算出各个时域的时间的动作。
例如,如图6所示,在主节点GM_p为电子控制单元1(ECU1)且从节点S_p为交换机(Switch)的情况下,可以由主节点GM_p的精确时间协议(PTP)层将在多个时域的各自的偏移值上加上基准时间而计算出的各个时域的时间值传送到从节点S_p的精确时间协议(PTP)层,并由从节点S_p的精确时间协议(PTP)层利用各个时域的时间值以及在之前说明的图4的实例中计算并存储的传播延迟值d计算出各个时域的偏移值。
具体来讲,可以在由主节点GM_p的精确时间协议(PTP)层在硬件时钟所指向的基准时间T1将Sync数据包传送到从节点S_p之后,将包括在多个时域中的第n时域的偏移值(θn)上加上基准时间T1而计算出的第n时域的时间值(T1+θ1)的Follow_up数据包传送到从节点S_p。
此时,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以利用从主节点GM_p接收到Sync数据包的基准时间T2和所传送过来的Follow_up数据包中所包含的第n时域的时间值(T1+θn)以及在之前说明的图4的实例中预先计算并存储的传播延迟值d计算出第n时域的偏移值(θn)。
借此,从节点S_p的精确时间协议(PTP)层可以执行计算出多个时域的各自的偏移值(θn)并将其适用于硬件时钟所指向的基准时间的后校正,从而获取在从节点S_p上的第n时域的时间值。
作为一实施例,精确时间协议(PTP)层可以向相当于精确时间协议(PTP)层的上级层的应用层提供用于设定和获取各个时域的时间值以及用于设定和获取各个时域的偏移值的接口。
例如,可以在主节点的应用层调用setTime(1,T)函数时,由主节点的精确时间协议(PTP)层将第一时域的时间值即T传送到从节点的精确时间协议(PTP)层,而在从节点的应用层调用getTime(1)函数时,返回在从节点的精确时间协议(PTP)层中获取到的所述第一时域的时间。
此外,可以在主节点的精确时间协议(PTP)层调用setOffset(1,θ1)函数时,对第一时域的偏移值(θ1)进行设定,而在从节点的精确时间协议(PTP)层调用getOffset(1)函数时,返回利用第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出的所述第一时域的偏移值(θ1)。
通过如上所述的适用本发明之实施例的方法,可以利用精确时间协议(PTP)对主节点与从节点之间的多重时域的时间进行同步。此外,可以提供添加了并没有包含于现有的802.1AS-2011(广义精确时间协议,gPTP)标准中的多重时域同步相关规范的全新的精确时间协议(PTP)标准。
图7是适用本发明之另一实施例的用于利用基于精确时间协议(PTP)的偏移值时钟层对多重时域进行同步的系统构成图。参阅图7,本发明的系统包括基于精确时间协议(PTP)的网络装置即主节点11以及从节点12。
主节点11以及从节点12包括用于基于精确时间协议(PTP)对多个时域的各自的时间进行同步的精确时间协议(PTP,PTP)层,以及相当于精确时间协议(PTP)层的上级层的偏移值时钟层的构成。即,图7中的构成与上述说明的图1中的构成相比,还包括偏移值时钟层的构成。
主节点11的精确时间协议(PTP)层110将硬件时钟所指向的基准时间传送到从节点12的精确时间协议(PTP)层120,借此,从节点12的精确时间协议(PTP)层120可以将从节点12的硬件时钟同步到主节点11的硬件时钟所指向的基准时间。
主节点11以及从节点12并不需要利用精确时间协议(PTP)层之间的数据包通信计算出各个时域的偏移值,而是可以通过在偏移值时钟层之间对偏移值进行收发信的方式获取偏移值。
具体来讲,由主节点11的偏移值时钟层111将各个时域的偏移值传送到从节点12的偏移值时钟层121。此时,从节点12的精确时间协议(PTP)层120可以将传送到从节点12的偏移值时钟层121的各个时域的偏移值适用于从节点12的硬件时钟所指向的基准时间,从而获取各个时域的时间。
借此,利用如上所述的添加了偏移值时钟层的基于精确时间协议(PTP)的主节点以及从节点的构成,可以对多个时域的时间进行同步。
图8是对适用本发明之另一实施例的车载网络装置的构成进行图示的实例。参阅图8,车载网络装置包括多个电子控制单元(ECU_1、ECU_2、ECU_3以及ECU_4)71、72、73、74以及在多个电子控制单元之间对数据进行收发信的网络交换机(Switch)75。多个电子控制单元71、72、73、74以及网路交换机75可以分别被设定为主节点或从节点。
多个电子控制单元71、72、73、74包括应用层710、720、730、740和偏移值时钟层711、721、731、741以及精确时间协议(PTP)层712、722、732、742,而网路交换机75包括精确时间协议(PTP)层752。偏移值时钟层711、721、731、741可以向相当于上级层的应用层710、720、730、740提供包括用于设定和获取各个时域的时间值、用于设定和获取偏移值、以及用于设定和获取各个时域的时钟模式的函数调用功能的接口。
各个精确时间协议(PTP)层712、722、732、742、752可以对主节点与从节点之间的硬件时钟所指向的基准时间t进行同步。
各个偏移值时钟层711、721、731、741可以对主节点与从节点之间的多个时域的偏移值(θ1、θ2、……、θn)的设定和获取进行控制,从而对与主节点以及从节点相关的各个时域的时钟模式的设定和获取进行控制。此时,偏移值时钟层711、721、731、741可以将各个时域的时钟模式设定为主模式或从模式。其中,各个时域的时钟模式的设定可以与精确时间协议(PTP)层712、722、732、742的主/从与否无关地独立地进行设定。
例如,在相当于主节点的第一电子控制单元(ECU_1)中,精确时间协议(PTP)层712可以将以太网端口GM_P设定为主。此时,虽然偏移值时钟层711的第一时域的时钟模式可以被设定为与以太网端口GM_P相同的主模式,但是第n时域的时钟模式可以被设定为与以太网端口GM_P不同的从模式。
此外,在相当于从节点的第四电子控制单元(ECU_4)中,精确时间协议(PTP)层742可以将以太网端口S_P设定为从。此时,虽然偏移值时钟层741的第一时域的时钟模式可以被设定为与以太网端口S_P相同的从模式,但是第n时域的时钟模式可以被设定为与以太网端口S_P不同的主模式。
即,在利用精确时间协议(PTP)层以及偏移值时钟层对多个时域的时间进行同步时,可以独立地执行精确时间协议(PTP)层的主/从作用以及在偏移值时钟层中的各个时域的主/从作用。
图9是用于对适用本发明之另一实施例的对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法进行说明的流程图。图9中所图示的各个动作可以通过图8的构成执行。
参阅图9,首先,在动作S81中,由主节点的精确时间协议(PTP)层将主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到从节点的精确时间协议(PTP)层,而在动作S82中,由从节点的精确时间协议(PTP)层将从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间。
接下来,在动作S82中,由主节点的偏移值时钟层将所述多个时域中的第一时域的偏移值(θ1)传送到从节点的偏移值时钟层。
最后,在动作S83中,由从节点的精确时间协议(PTP)层将传送到从节点的偏移值时钟层的第一时域的偏移值(θ1)适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取第一时域的时间。
此时,还可以追加执行由主节点的偏移值时钟层将第二时域的偏移值(θ2)传送到从节点的偏移值时钟层的动作,以及由从节点的精确时间协议(PTP)层将所传送过来的第二时域的偏移值(θ2)适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取第二时域的时间的动作。同理,可以执行通过适用多个时域中除第一时域以及第二时域之外的其他时域的各自的偏移值而计算出各个时域的时间的动作。
作为一实施例,可以执行将偏移值时钟层的各个时域的时钟模式设定为主模式或从模式的动作。此时,在主节点的偏移值时钟层中将第一时域的时钟模式设定为主模式的情况下,在从节点的偏移值时钟层中可以将第一时域的时钟模式设定为从模式。此外,在从节点的偏移值时钟层中将第n时域的时钟模式设定为主模式的情况下,在主节点的偏移值时钟层中可以将第n时域的时钟模式设定为从模式。
即,精确时间协议(PTP)层与偏移值时钟层的主/从关系并不需要一致,而是可以彼此独立地进行设定。
作为一实施例,偏移值时钟层可以向相当于偏移值时钟层的上级层的所述应用层提供用于设定和获取各个时域的时间值、用于设定和获取各个时域的偏移值以及用于设定和获取各个时域的时钟模式的接口。
例如,在主节点的应用层调用setTime(1,T)函数时,可以由主节点的精确时间协议(PTP)层将第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层。此时,在从节点的应用层调用getTime(1)函数时,可以返回在从节点的精确时间协议(PTP)层中获取到的第一时域的时间。
此外,在主节点的偏移值时钟层调用setOffset(1,θ1)函数时,可以将第一时域的偏移值(θ1)传送到所述从节点的偏移值时钟层,而在从节点的偏移值时钟层调用getOffset(1)函数时,可以返回所传送过来的第一时域的偏移值(θ1)。
此外,在主节点的偏移值时钟层中调用setMode(1)函数时,可以将第一时域的时钟模式设定为主模式,并将从节点的第一时域的时钟模式设定为从模式。此时,在偏移值时钟层调用getMode(1)函数时,可以返回所设定的第一时域的时钟模式。
此外,用于对各个时域的时间值进行设定以及用于对各个时域的偏移值进行设定的函数调用,可以仅在偏移值时钟层的各个时域的时钟模式为主模式时执行。
图10是可以实现适用本发明之若干实施例的方法的示例性计算装置的硬件构成图。如图10所示,计算装置100可以包括一个以上的处理器101、总线107、网络接口102、用于对通过处理器101执行的计算机程序105进行加载(load)的存储器103、以及用于对计算机程序105进行存储的存储设备104。其中,图10仅对与本发明的实施例相关的构成要素进行了图示。因此,本发明所属技术领域的一般的技术人员应该可以理解,除了图10中所图示的构成要素之外还可以包括其他通用的构成要素。
例如,计算装置100可以是安装在汽车上的电子装置的一部分。
处理器101用于对计算装置100的各个构成的整体动作进行控制。例如,处理器101可以是安装在汽车上的电子控制单元(ECU,Electronic Control Unit)。
此外,处理器101还可以包括中央处理单元(CPU,Central Processing Unit)、微处理器单元(MCU,Micro Processor Unit)、微控制器单元(Micro Controller Unit)、图形处理单元(GPU,Graphic Processing Unit)或本发明的技术领域所公知的任意形态的处理器中的至少一个。此外,处理器101可以执行与用于运行适用本发明之各种实施例的方法/动作的至少一个应用或程序相关的运算。计算装置100可以配备一个以上的处理器。
存储器103用于对各种数据、指令和/或信息进行存储。存储器103可以为了执行适用本发明之各种实施例的方法/动作而从存储设备104加载(load)一个以上的程序105。例如,在计算机程序105被加载到存储器103中时,可以在存储器103上实现逻辑(或模块)。作为存储器103的实例,可以是随机访问存储器(RAM),但是并不限定于此。
总线107用于提供计算装置100的构成要素之间的通信功能。总线107可以以如地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)以及控制总线(Control Bus)等多种形态的总线实现。
网络接口102用于支持计算装置100的有线无线互联网通信。网路接口102不仅可以支持互联网通信,还可以支持多种通信方式。为此,网络接口102可以包括本发明的技术领域所公知的通信模块。
存储设备104用于非临时性地对一个以上的计算机程序105进行存储。存储设备104可以包括如闪速存储器等非易失性存储器、硬盘、移动硬盘或本发明所属的技术领域所公知的任意形态的可通过计算机进行读取的存储介质。
计算机程序105可以包括用于实现适用本发明之各种实施例的方法/动作的一个以上的指令(instructions)。在计算机程序105被加载到存储器103中时,处理器101可以通过运行所述一个以上的指令而执行适用本发明的各种实施例的方法/动作。
作为一实施例,计算机程序105,可以包括用于执行下述动作的指令(instructions):由所述从节点的精确时间协议(PTP)层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对其进行存储的动作;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的动作;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间的动作;由所述主节点的精确时间协议(PTP)层将在所述多个时域中的第一时域的偏移值(θ1)上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议(PTP)层的动作;由所述从节点的精确时间协议(PTP)层利用所述第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述第一时域的偏移值(θ1)的动作;以及,由所述从节点的精确时间协议(PTP)层将所述计算出的第一时域的偏移值(θ1)适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取所述第一时域的时间的动作。
在上述内容中,参阅图1至图10对本发明的各种实施例以及所述实施例的效果进行了说明。适用本发明之技术思想的效果并不限定于在上述内容中提及的效果,一般的技术人员将可以通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他效果。
在上述内容中进行说明的本发明的技术思想,可以在计算机可读取的介质上以计算机可读取的代码实现。例如,所述计算机可读取的存储介质可以是移动式存储介质(如CD、DVD、蓝光光盘、USB存储装置以及移动硬盘)或固定式存储介质(如ROM、RAM以及计算机内置硬盘)。存储到所述计算机可读取的存储介质上的所述计算机程序,可以通过如互联网等网络传送到其他计算装置并安装在所述其他计算装置上,并借此在所述其他计算装置上使用。
在上述内容中,将构成本发明之实施例的所有过程要素以结合成一个或结合动作的方式进行了说明,但是本发明的技术思想并不限定于如上所述的实施例。即,在本发明的目的范围之内,所述有构成要素可以选择性地结合成一个以上并执行动作。
在附图中按照特定的顺序对其动作进行了图示,但是并不应该理解为只有在所述动作按照所图示的特定顺序或排序顺序依次执行或执行所图示的所有动作时才可以达成所需要的结果。在特定状况下,多任务以及并行处理可能更加有利。尤其是,对于在上述内容中进行说明的实施例来讲,各种构成要素的分离并不应该理解为必须按照说明分离,而是应该理解为所说明的程序组件以及系统通常可以被整合成单个软件产品或封装成多个软件产品。
在上述内容中参阅附图对本发明的实施例进行了说明,但是具有本发明所属技术领域之一般知识的人员应该可以理解,本发明还可以在不变更其技术思想或必要特征的范围内以其他具体的形态实施。因此,在上述内容中记述的实施例在所有方面都应该理解为是示例性目的而非限定。本发明的保护范围应该通过所附的权利要求书做出解释,而且与其同等范围内的所有技术思想都应该解释为包含在通过本发明做出限定的技术思想的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种对多个时域的时间进行同步的方法,
作为对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的方法,包括:
由所述从节点的精确时间协议层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对所述传播延迟值进行存储的步骤;
由所述主节点的精确时间协议层将所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤;
由所述从节点的精确时间协议层将所述从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间的步骤;
由所述主节点的精确时间协议层将在所述多个时域中的第一时域的偏移值θ1上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤;
由所述从节点的精确时间协议层利用所述第一时域的时间值以及存储的传播延迟值计算出所述第一时域的偏移值θ1的步骤;以及,
由所述从节点的精确时间协议层将计算出的所述第一时域的偏移值θ1适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取所述第一时域的时间的步骤。
2.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,还包括:
由所述主节点的精确时间协议层将在所述多个时域中的第二时域的偏移值θ2上加上所述基准时间而计算出的所述第二时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤;以及,
由所述从节点的精确时间协议层利用所述第二时域的时间值以及存储的传播延迟值计算出所述第二时域的偏移值θ2的步骤。
3.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,
由所述从节点的精确时间协议层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对所述传播延迟值进行存储的步骤,包括:
由所述从节点的精确时间协议层将包括与基准时间T1相关的信息的Pdelay_Req信号传送到所述主节点的步骤;
获取与所述主节点的精确时间协议层接收到所述Pdelay_Req信号的基准时间T2相关的信息以及与向所述从节点的精确时间协议层传送与所述Pdelay_Req信号对应的Pdelay_Resp信号的基准时间T3相关的信息的步骤;
由所述从节点的精确时间协议层获取与从所述主节点接收到所述Pdelay_Rest信号的基准时间T4相关的信息的步骤;以及,
利用所述基准时间T1与T4的差异值以及T2与T3的差异值计算出所述传播延迟值的步骤。
4.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,
将所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤,包括:
由所述主节点的精确时间协议层通过Sync数据包以及Follow_up数据包将所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤。
5.根据权利要求4所述的对多个时域的时间进行同步的方法,
所述Sync数据包以及所述Follow_up数据包的时域字段被设定为与所述第一时域对应的数字。
6.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,还包括:
由所述主节点的精确时间协议层在所述第一时域的偏移值θ1发生变更的情况下通过Sync数据包以及Follow_up数据包将适用所述变更的偏移值θ1的第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤;以及,
由所述从节点的精确时间协议层利用所述第一时域的时间值以及所述存储的传播延迟值计算出所述变更的第一时域的偏移值的步骤。
7.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,
所述精确时间协议层向相当于所述精确时间协议层的上级层的应用层提供用于设定和获取各个时域的时间值以及用于设定和获取所述各个时域的偏移值的接口。
8.根据权利要求7所述的对多个时域的时间进行同步的方法,还包括:
在所述主节点的应用层调用setTime(1,T)函数时,由所述主节点的精确时间协议层将所述第一时域的时间值T传送到所述从节点的精确时间协议层的步骤;以及,
在所述从节点的应用层调用getTime(1)函数时,返回在所述从节点的精确时间协议层中获取到的所述第一时域的时间的步骤。
9.根据权利要求7所述的对多个时域的时间进行同步的方法,还包括:
在所述主节点的精确时间协议层调用setOffset(1,θ1)函数时,将所述第一时域的偏移值设定为θ1的步骤;以及,
在所述从节点的精确时间协议层调用getOffset(1)函数时,作为所述第一时域的偏移值返回利用所述第一时域的时间值以及存储的传播延迟值计算出的θ1的步骤。
10.根据权利要求1所述的对多个时域的时间进行同步的方法,所述主节点以及所述从节点分别为电子控制单元和网络交换机。
11.一种计算机可读取的非易失性存储介质,
存储有用于使计算机执行根据权利要求1至权利要求10中的任一项所述的方法的计算机程序。
12.一种计算装置,
作为对主节点与从节点之间的多个时域的时间进行同步的计算装置,包括:
一个以上的处理器;
通信接口,用于与外部装置进行通信;
存储器,用于对通过所述处理器执行的计算机程序进行加载;以及,存储设备,用于对所述计算机程序进行存储;
所述计算机程序,包括用于执行下述动作的指令:
由所述从节点的精确时间协议层计算出在与所述主节点发送和接收消息时所产生的传播延迟值并对所述传播延迟值进行存储的动作;
由所述主节点的精确时间协议层将所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间传送到所述从节点的精确时间协议层的动作;
由所述从节点的精确时间协议层将所述从节点的硬件时钟同步到所述主节点的硬件时钟所指向的基准时间的动作;
由所述主节点的精确时间协议层将在所述多个时域中的第一时域的偏移值θ1上加上所述基准时间而计算出的所述第一时域的时间值传送到所述从节点的精确时间协议层的动作;
由所述从节点的精确时间协议层利用所述第一时域的时间值以及存储的传播延迟值计算出所述第一时域的偏移值θ1的动作;以及,
由所述从节点的精确时间协议层将计算出的第一时域的偏移值θ1适用于所述从节点的所述硬件时钟所指向的基准时间并借此获取所述第一时域的时间的动作。
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