CN116318505A - 一种以太网时间同步的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种以太网时间同步的方法及装置，应用于通信技术领域。本申请中，当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中的多时间域的时间同步报文时，则通过网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。根据传输方向，对时间同步报文进行协议格式的修改。将修改后的时间同步报文发送至对应的报文传输端口。通过修改时间同步报文中的协议格式，使得时间同步报文符合AUTOSAR多时间域的时间传输报文的协议格式要求或TS的时间同步报文的协议格式要求。即使AUTOSAR支持的时间域不包括TS的时间域，也可以实现TS与TG的时间同步。因此，实现了在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。

Description

一种以太网时间同步的方法及装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种以太网时间同步的方法及装置。

背景技术

通常，车辆中包含多种不同的传感器，不同传感器的时间域Time Domain可能不相同，多个时间域的设计可以满足多种时间源或冗余设计的使用。汽车开放系统架构(AUTOmotive Open System Architecture，AUTOSAR)可以实现车辆电子系统软件的交换与更新，为高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统等提供基础，并可以同步整车的时间域。

一般情况下，AUTOSAR可以支持多时间域，其中时间同步报文中包含AUTOSAR独有的数据，节点可以支持AUTOSAR包含的时间域时，才可以实现与其他节点的以太网时间同步。这样的同步方法，可能会导致多时间域的AUTOSAR时间同步报文无法与标准802.1AS协议时间同步报文兼容。会导致无法在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种以太网时间同步的方法及装置，可以实现在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种以太网时间同步的方法，包括：

网关节点TG确定时间同步报文的传输方向；普通时钟节点TS是待以太网时间同步的节点，且不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述AUTOSAR的时间同步报文是多时间域同步报文；

根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式；

将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使所述TS的时间通过以太网与所述TG的时间同步。

可选地，所述TS不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述TS支持标准802.1AS协议的时间同步报文。

可选地，所述根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domain id赋值为零，并删除所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

可选地，所述根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS接收所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domain id赋值为所述AUTOSAR协议支持的时间域的时间同步报文对应的数值，并添加所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

可选地，将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网接口Ethernet Interface。

可选地，将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS接收所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网同步EthTSyn。

可选地，所述方法还包括：

当所述TS支持AUTOSAR中的时间同步报文时，所述TG将修改后的所述时间同步报文透传至对应的报文接收端。

第二方面，本申请提供一种以太网时间同步的装置，包括：

判断模块，用于网关节点TG确定时间同步报文的传输方向；所述普通时钟节点TS是待以太网时间同步的节点，且不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述AUTOSAR的时间同步报文是多时间域同步报文；

扩展模块，用于根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式；

转发模块，用于将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使所述TS的时间通过以太网与所述TG的时间同步。

可选地，所述扩展模块，具体用于：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domain id赋值为零，并删除所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段；

当所述传输方向为所述TG向所述TS接收所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domain id赋值为所述AUTOSAR协议支持的时间域的时间同步报文对应的数值，并添加所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

可选地，所述转发模块，具体用于：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网接口Ethernet Interface；

当所述传输方向为所述TG向所述TS接收所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网同步EthTSyn。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请中，当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中的多时间域的时间同步报文时，则通过网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。根据传输方向，对时间同步报文进行协议格式的修改。将修改后的时间同步报文发送至对应的报文传输端口。通过修改时间同步报文中的协议格式，使得时间同步报文符合AUTOSAR多时间域的时间传输报文的协议格式要求或TS的时间同步报文的协议格式要求。即使AUTOSAR支持的时间域不包括TS的时间域，也可以实现TS与TG的时间同步。因此，实现了在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种以太网时间同步的方法的一种流程图；

图2为本申请实施例提供的多节点数据冗余设计的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种以太网时间同步的方法的TG中时间同步报文传输的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种以太网时间同步的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更清楚地理解本申请的技术方案，下面首先说明本申请方案的应用场景。

在汽车智能化背景下，存在多种不同传感器采集到的数据融合，以及为故障记录信息、打印日志提供时间戳等功能，因此实现整车的时间同步尤为重要。汽车开放系统架构(AUTOmotive Open System Architecture，AUTOSAR)可以实现车辆电子系统软件的交换与更新，为高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统等提供基础，并可以同步整车的时间域。

通常，车辆中不同传感器的时间域可能不相同。其中，全局时间软件模块(Synchronized Time-Base Manager，StbM)可以维护多个时间基Synchronized TimeBase，理论上一个时间基对应一个时间域。多个时间域的设计可以满足多种时间源或冗余设计的使用，冗余设计可以有同步路径冗余或者多Global Time Master冗余等。

目前，AUTOSAR中的以太网同步模块EthTSyn可以支持多时间域，其中时间同步报文中包含AUTOSAR独有的数据。当节点可以支持AUTOSAR包含的时间域时，才可以实现与其他节点的以太网时间同步。这样的同步方法，可能会导致多时间域的AUTOSAR时间同步报文无法与标准802.1AS协议时间同步报文兼容。会导致无法在多时间域下对部分时间同步报文进行同步。

举例说明，当Domain id是0至15的任意一个整数时，且Follow_Up Message中必须要包含information TLV[AUTOSAR]字段。如果普通时钟节点(Time Slave，TS)只能支持标准802.1AS协议栈，则该TS节点无法在多时间域下被同步。

为了解决以上技术问题，本申请提供了一种以太网时间同步的方法及装置。本申请中，当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中多时间域的时间同步报文时，则通过网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。根据传输方向，对时间同步报文进行协议格式的修改。将修改后的时间同步报文发送至对应的报文传输端口。通过修改时间同步报文中的协议格式，使得时间同步报文符合AUTOSAR多时间域的时间传输报文的协议格式要求或TS的时间同步报文的协议格式要求。即使AUTOSAR支持的时间域不包括TS的时间域，也可以实现TS与TG的时间同步。因此，实现了在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。同时，也满足了汽车智能化背景下对多时间域的需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种以太网时间同步的方法的一种流程图。如图1所示，该方法包括：

S101：网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。

网关节点TG可以作为从节点接收全局主时钟Global Time Master作为主节点下发的时间同步报文，一般情况下TG是支持AUTOSAR多时域配置的。同时，TG也可以作为主节点将时间同步报文发送至其他各个从节点。此时，从节点可以是其他TG，也可以是普通时钟节点TS，从节点是待以太网时间同步的节点。TS也可以作为主节点将时间同步报文发送至其他各个从节点，此时，从节点只可以是TG。

如图2所示，普通时钟节点1是不支持AUTOSAR多时间域配置的节点，其余所有网关节点(网关节点1、网关节点2和网关节点3)和普通时钟节点(普通时钟节点2、普通时钟节点3和普通时钟节点4)是支持AUTOSAR多时间域配置的节点。实线和虚线表示两条同步冗余路径，表示时间同步报文由全局主时钟向其他节点发送的时间同步的情况。点状线表示另一种时间基的时间同步路径，表示时间同步报文由普通时钟节点1向其他节点发送的时间同步的情况。其中，一个时间基表征一种时间域。

根据TS的静态配置信息，可以得知该待时间同步的TS是否支持多时间域配置。当待时间同步的TS不支持AUTOSAR多时间域配置，且时间域只采用标准802.1AS协议时，TG确定当前节点中时间同步报文的传输方向。

S102：根据传输方向，修改时间同步报文的协议格式。

当时间同步报文的传输方向是由TG向TS发送时，将时间同步报文的时间域id赋值为零，并删除时间同步报文中Follow-up Message中有关AUTOSAR的信息字段。

当传输方向是TG接收TS发送的时间同步报文时，将时间同步报文的时间域id赋值为TG拥有的时间域的对应时间域id，并添加时间同步报文中Follow-up Message中有关AUTOSAR的信息字段。

具体的，AUTOSAR多时间域的时间同步报文中的时间域id的取值范围可以是0-15，并且时间同步报文中含有AUTOSAR多时域独有的相关信息字段information TLV[AUTOSAR]。而标准802.1AS协议的时间同步报文中的时间域id取值是0，并且时间同步报文中不包含information TLV[AUTOSAR]字段。其中，若AUTOSAR此时支持的时间域不包括标准802.1AS协议时，则AUTOSAR支持的多个时间域中的域id不可以是数值0。

在进行时间同步时，需要修改时间同步报文中的数据内容，TG向TS发送时间同步报文时，将Domain id设置为0，并删除报文中information TLV[AUTOSAR]字段；TG接收TS发送的时间同步报文时，Domain id设置为该TG对应的时间域的域id，并在报文中增加information TLV[AUTOSAR]字段；将以使时间同步报文符合接收方的协议格式。

S103：将时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使TS的时间通过与TG的时间同步。

根据时间同步报文传输方向的不同，对应的报文接收端也不同。根据S102的修改方式，TG时间同步报文传输过程如图3所示。

具体的，当时间同步报文从TG发送至TS时，该时间同步报文是由以太网同步模块EthTSyn发送至CDD框架中进行报文的修改，CDD将修改好的协议在发送至以太网接口Ethernet Interface，再由Ethernet Interface发送至以太网驱动模块Ethernet Driver，通过Ethernet Driver发送至目标时间同步节点TS。当时间同步报文从目标时间同步节点TS发送至TG时，该时间同步报文是由TS发送至Ethernet Driver后，Ethernet Driver发送至Ethernet Interface，再由Ethernet Interface发送至CDD中进行报文的修改，CDD将修改好的协议在发送至EthTSyn，EthTSyn将修改好的协议发送至StbM中进行管理。

通过修改时间同步报文以及对应的报文传输的方式，实现待时间同步的节点TS与其他节点的以太网时间同步。

此外，当TS支持AUTOSAR中的时间同步报文时，TG则可以将时间同步报文直接透传至对应的报文接收端。

本申请中，当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中多时间域的时间同步报文时，则通过网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。根据传输方向，对时间同步报文进行协议格式的修改。将修改后的时间同步报文发送至对应的报文传输端口。通过修改时间同步报文中的协议格式，使得时间同步报文符合AUTOSAR多时间域的时间传输报文的协议格式要求或TS的时间同步报文的协议格式要求。即使AUTOSAR支持的时间域不包括TS的时间域，也可以实现TS与TG的时间同步。因此，实现了在多时间域下对部分不支持多时间域的节点进行同步。

图4为本申请实施例提供的一种以太网时间同步的装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：

判断模块410，用于当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中的时间同步报文时，网关节点TG确定时间同步报文的传输方向，普通时钟节点TS是待以太网时间同步的节点，AUTOSAR的时间同步报文是多时间域同步报文。

具体的，在支持AUTOSAR多时域配置的TG中，增加部署AUTOSAR时间同步功能复杂设备驱动(Complex Device Driver，CDD)，CDD实现采用标准802.1AS协议的TS与其他节点的时间同步。CDD根据待时间同步的TS是否支持标准802.1AS协议，确定时间同步报文的传输方向。CDD模块是AUTOSAR中的一个功能模块，一般的AUTOSAR系统都支持CDD的配置，可以与AUTOSAR的其他基础功能进行交互，根据实际开发需求对CDD进行开发。

扩展模块420，用于根据传输方向，修改时间同步报文的协议格式。

具体的，根据CDD对时间同步报文的协议格式进行修改，对报文协议格式的修改就是对报文协议格式的扩展，以使修改后的时间同步报文可以使待同步节点与其他节点时间同步。

转发模块430，用于将时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使TS的以太网时间与TG同步。

具体的，当TG为报文发送方时，将CDD修改后的时间同步报文发送至EthernetInterface，当TG为报文接收方时，将CDD修改后的时间同步报文发送至EthTSyn。当待时间同步的TS支持AUTOSAR协议时，直接将时间同步报文透传至对应的接收接口。

本申请中，利用判断模块410，实现当普通时钟节点TS不支持AUTOSAR中多时间域的时间同步报文时，通过网关节点TG确定时间同步报文的传输方向。利用扩展模块420，实现根据传输方向，对时间同步报文进行协议格式的修改。根据转发模块430，将修改后的时间同步报文发送至对应的报文传输端口。通过修改时间同步报文中的协议格式，使得时间同步报文符合AUTOSAR多时间域的时间传输报文的协议格式要求或TS的时间同步报文的协议格式要求。即使AUTOSAR支持的时域不包括TS的时域，也可以实现TS与TG的以太网时间同步。因此，实现了在多时间域下对部分时间同步报文进行同步。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种以太网时间同步的方法，其特征在于，包括：

网关节点TG确定时间同步报文的传输方向；普通时钟节点TS是待以太网时间同步的节点，且不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述AUTOSAR的时间同步报文是多时间域同步报文；

根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式；

将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使所述TS的时间通过以太网与所述TG的时间同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TS不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述TS支持标准802.1AS协议的时间同步报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domainid赋值为零，并删除所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式，具体包括：

当所述传输方向为所述TG接收所述TS所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domainid赋值为所述AUTOSAR协议支持的时间域的时间同步报文对应的数值，并添加所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，具体包括：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网接口Ethernet Interface。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，具体包括：

当所述传输方向为所述TG接收所述TS所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网同步EthTSyn。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述TS支持AUTOSAR中的时间同步报文时，所述TG将修改后的所述时间同步报文透传至对应的报文接收端。

8.一种以太网时间同步的装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于网关节点TG确定时间同步报文的传输方向；所述普通时钟节点TS是待以太网时间同步的节点，且不支持AUTOSAR中的时间同步报文，所述AUTOSAR的时间同步报文是多时间域同步报文；

扩展模块，用于根据所述传输方向，修改所述时间同步报文的协议格式；

转发模块，用于将修改后的所述时间同步报文发送至对应的报文接收端，以使所述TS的时间通过以太网与所述TG的时间同步。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述扩展模块，具体用于：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domainid赋值为零，并删除所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段；

当所述传输方向为所述TG接收所述TS所述时间同步报文时，对所述时间同步报文的协议格式进行修改；

将所述时间同步报文的时间域号码Domainid赋值为所述AUTOSAR协议支持的时间域的时间同步报文对应的数值，并添加所述时间同步报文中跟随帧Follow-up Message中所述AUTOSAR的信息字段。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转发模块，具体用于：

当所述传输方向为所述TG向所述TS发送所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网接口Ethernet Interface；

当所述传输方向为所述TG接收所述TS所述时间同步报文时，将修改后的所述时间同步报文发送到以太网同步EthTSyn。

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