CN116599621B - 基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置，包括确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；得到时间切片帧；基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据；根据再生恢复时钟和接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据同步发送时钟发送二级平滑数据。本申请基于跨板传递并再生恢复时钟，使用二级平滑将时钟频偏抖动降到最小，从发送端板卡开始利用指针来确定时钟的频偏抖动，并通过时钟切片帧将数据传输到接收端板卡，再生恢复时钟在接收端板卡上产生，由于引入了二级平滑，再生恢复时钟的抖动更小。

Description

基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置

技术领域

本申请涉及一种光网络传输通信技术领域，尤其涉及一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置。

背景技术

跨板卡恢复时钟是指在分布式系统或多板卡设备中，当其中一个板卡或模块发生故障或失效后，通过其他板卡或模块来提供连续和可靠的时钟信号，确保系统中各个部件的同步性。

目前传统的跨板卡恢复时钟方式存在一些不足，如把板卡A的数据通过非硬管道带到板卡B再恢复时钟数据，然而数据传输过程中的阻塞可能导致恢复出来的时钟信号有抖动，进而导致通信错误、数据错误或传输丢失。

如何使跨板卡时钟恢复时能够减小时钟恢复的抖动，确保时钟同步的稳定性和可靠性，是当前急需考虑的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置，以至少解决跨板卡数据传输过程中减小时钟恢复的抖动问题。

本申请第一方面提供一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法，方法包括：

发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；

对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送时间切片帧至接收端板卡，其中，时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据；

接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据；

根据再生恢复时钟和接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据同步发送时钟发送二级平滑数据。

在一个实施例中，发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据，包括：

根据系统时钟确定初始平滑时钟信号；

将发送端板卡的接口发送的随路数据，缓存至第一缓冲区；

根据初始平滑时钟信号读取第一缓冲区的数据，得到一级平滑数据。

在一个实施例中，对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，包括：

根据发送端板卡的接口对应的速率，确定封帧周期；

根据封帧周期，对一级平滑数据进行封帧，得到时间切片帧。

在一个实施例中，接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据，包括：

将时间切片帧缓存至第三缓冲区；

根据接收端板卡的接口对应的速率，确定解帧周期；

根据解帧周期，对第三缓冲区的数据进行校验和分析，得到时钟恢复数据和净荷数据。

在一个实施例中，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据，包括：

将净荷数据缓存至第四缓冲区；

基于时钟恢复数据确定目标小数分频参数，并根据目标小数分频参数和系统时钟确定再生恢复时钟；

根据再生恢复时钟读取第四缓冲区的数据，得到二级平滑数据。

在一个实施例中，基于时钟恢复数据确定目标小数分频参数，并根据目标小数分频参数和系统时钟确定再生恢复时钟，包括：

根据发送端板卡的恢复时钟对应的时钟频率和系统时钟的基准频率，确定初始小数分频参数；

根据时钟恢复数据中的指针极性和指针偏差位置，调整初始小数分频参数，直至满足预设期望值，得到目标小数分频参数。

在一个实施例中，发送时间切片帧至接收端板卡还包括：

发送端板卡将时间切片帧缓存至第二缓冲区；

发送端板卡对第二缓冲区的数据进行封包处理得到数据包，并将数据包发送至接收端板卡，以使接收端板卡拆包得到时间切片帧。

本申请第二方面提供一种基于跨板传递并再生恢复时钟装置，装置包括：

一级平滑处理模块，用于发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；

切片帧获取模块，用于对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送时间切片帧至接收端板卡，其中，时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据；

二级平滑处理模块，用于接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据；

再生恢复模块，用于根据再生恢复时钟和接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据同步发送时钟发送二级平滑数据。

本申请第三方面提供一种基于跨板传递并再生恢复时钟设备，设备包括通讯连接的发送端板卡和接收端板卡；

发送端板卡和接收端办卡用于实现上述中任一项的基于跨板传递并再生恢复时钟方法。

本申请第四方面提供一种基于跨板传递并再生恢复时钟装置，包括存储器和一个或多个处理器，存储器中存储有可执行代码，一个或多个处理器执行可执行代码时，用于实现上述中任一项的基于跨板传递并再生恢复时钟方法。

本申请实施例提供的一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置至少具有以下技术效果。

本申请基于跨板传递并再生恢复时钟，使用二级平滑将时钟频偏抖动降到最小，从发送端板卡开始利用指针来确定时钟的频偏抖动，并通过时钟切片帧将数据传输到接收端板卡，再生恢复时钟在接收端板卡上产生，由于引入了二级平滑，再生恢复时钟的抖动更小。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一级平滑数据获取方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的得到时间切片帧方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的发送时间切片帧至接收端板卡的另一个实施例的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的获取时钟恢复数据和净荷数据方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的二级平滑数据获取方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的二级平滑数据获取方法的流程示意图；

图8为本申请另一个实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的SP_TX的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的SP_RX的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的时钟切片帧格式的示意图；

图12为本申请实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟装置的框图；

图13为本申请实施例提供的电子设备的内部结构示意图。

具体实施方式

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定持征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的”一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

OTN（Optical Transport Network，光传输网络）是一种新型的光纤传输技术，用于高速数据传输和通信。通过采用新的光传输协议来解决传输速率、距离和多业务需求的问题。OTN技术具有以下特点：

高带宽和长传输距离：OTN技术能够提供更高的传输带宽和更远的传输距离，满足日益增长的数据传输需求。

多业务支持：OTN技术能够支持各种类型的业务，包括数据、语音、视频等。可以将不同类型的业务进行映射和传输。

在OTN网络传输中，需要保持时钟同步以确保数据的正确接收和解析。在AMP（Adaptive Mapping and Framing）、BMP（Bit Transparent Mapping）和GMP（GFP MappingProtocol）等映射解帧过程中，基于端对端的时钟同步非常重要。这样可以保证跨越板卡或设备的传输过程中时钟一致，确保数据传输的可靠性和准确性。

PTN（Packet Transport Network，分组传输网络）一种基于IP（InternetProtocol）分组传输的网络。采用分组交换技术，将数据划分为小的数据包，并通过网络进行传输。PTN提供了高效、可靠的数据传输服务，适用于各种应用场景。

SPN（Slice Packet Network，切片分组网络）是PTN的演进。SPN主要为5G传输网络而设计，用于满足5G时代对灵活组合的网络切片的需求。网络切片是指将核心网的网元进行灵活组合，形成适用于不同业务场景的切片网络。SPN在传输层面进行传输业务的切片划分，实现不同业务的传输。采用FLEXE（Flex Ethernet）技术，可以根据业务需求灵活选择不同大小的物理颗粒来承载业务颗粒。

IPRAN是一种基于互联网协议的无线接入网络架构，旨在为移动通信系统提供高效的数据传输和接入服务。通过采用IPRAN，移动网络运营商能够利用互联网协议技术在无线接入层面实现数据传输，从而提高网络的性能、灵活性和扩展能力。

目前基于上述网络传统的跨板卡恢复时钟方式存在一些不足，如把板卡A的数据通过非硬管道带到板卡B再恢复时钟数据，然而数据传输过程中的阻塞可能导致恢复出来的时钟信号有抖动，进而导致通信错误、数据错误或传输丢失。

基于上述情况，本申请实施例提供了一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法、设备及装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法，图1为本申请实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101、发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据。

图2为本申请实施例提供的一级平滑数据获取方法的流程示意图，如图2所示，在图1所示流程的基础上，步骤S101包括以下步骤：

步骤S201、根据系统时钟确定初始平滑时钟信号。

其中，利用Fisher-Yates shuffle算法在系统时钟的时间域产生初始平滑时钟信号，Fisher-Yates shuffle算法是一种用于将数组元素随机排序的算法。该算法从最后一个元素开始，依次与随机位置的元素进行交换，直到第一个元素。通过使用该算法，可以确保生成的时钟信号在时间上是均匀分布的，从而避免了时钟的周期性波动。在使用Fisher-Yates shuffle算法生成的初始平滑时钟信号中，每个时钟周期对应于数组中的一个元素。这个初始平滑时钟信号被用来读取缓存中的数据，保证了每个数据在一个均匀的时间间隔内被读取。

Fisher-Yates shuffle算法：

for (int i=n-1;i>0;i--) {int j=rand () % (i+1);swap(a[i],a[j]);}

步骤S202、将发送端板卡的接口发送的随路数据，缓存至第一缓冲区。

其中，第一缓冲区，以及本申请提到的其他所有缓冲区均采用异步FIFO数据缓存结构进行数据缓存，这里简称缓冲区对具体的缓存过程进行举例说明：

数据输入：将需要缓存的数据按照先后顺序输入到缓冲区中。输入的数据会依次进入缓冲区的队列，按照FIFO原则进行排列。

数据存储：当新的数据输入到缓冲区时，会被存储在缓冲区的末尾。若缓冲区已满，则最早的数据会被丢弃，为新的数据腾出位置。

数据输出：从缓冲区中读取数据时，按照FIFO原则，首先读取最早输入的数据。读取完数据后，缓冲区会自动将所读数据删除，并将后续的数据前移。

通过异步FIFO缓存的方式，可以实现数据的异步存储和读取，确保数据的按序性和可控性。

步骤S203、根据初始平滑时钟信号读取第一缓冲区的数据，得到一级平滑数据。

其中，根据初始平滑时钟信号读取第一缓冲区的数据，即对数据做第一次平滑处理，此处理可以减少发送端板卡时钟恢复的抖动。

继续参照图1，在步骤S101之后执行步骤S102，具体如下。

步骤S102、对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送时间切片帧至接收端板卡，其中，时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据。

图3为本申请实施例提供的得到时间切片帧方法的流程示意图，如图3所示，在图1所示流程的基础上，对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧包括以下步骤：

步骤S301、根据发送端板卡的接口对应的速率，确定封帧周期。

其中，板卡上的接口类型可以为OTN接口（光传输网络接口）、SDH接口（同步数字体系接口）或ETH接口（以太网接口），不同的接口对应不同的速率V。具体的，OTN接口常见的速率为OTU1（2.5 Gbps）、OTU2（10 Gbps）、OTU3（40 Gbps）、OTU4（100 Gbps）；SDH接口常见的速率为STM-1（155.52 Mbps）、STM-4（622.08 Mbps）、STM-16（2.488 Gbps）、STM-64（9.953Gbps）；ETH接口常见的速率为10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps、10 Gbps。

根据对应的速率V，通过公式计算每秒发送时间切片帧个数S，公式为：S=V/8/N，其中，N为时间切片帧所携带净荷字节数，用户可根据自己需求配置，最大不超过1022，封帧周期T=1/S。

步骤S302、根据封帧周期，对一级平滑数据进行封帧，得到时间切片帧。

其中，时钟切片帧格式定义如下：

CID（用户ID）：占据字节0，用于区分业务流信息来源。

SID（连续性切片编号）：占据字节1，循环累加的值，确保时间切片的连续性和正确性，若检测到序号在某个周期内不连续的次数超过3次，则上报告警信息。

Res（保留）：占据字节2，暂时没有使用，保留字段。

Pos_j（数据正向抖动指针）：占据字节3的bit7~bit5位，用来指示数据正向抖动的情况。

Pos_n（数据负向抖动指针）：占据字节3的bit4~bit3位，用来指示数据负向抖动的情况。

Pos（当前指针正极性指示）：占据字节3的bit1位，指示当前指针的正极性。

Neg（当前指针负极性指示）：占据字节3的bit0位，指示当前指针的负极性。

Data（数据净荷）：占据字节4到字节1026，共1023字节，存放数据。

CRC8（CRC校验）：占据字节1027，用于对产生的时间切片帧进行校验。

图4为本申请实施例提供的发送时间切片帧至接收端板卡的另一个实施例的流程示意图，如图4所示，发送时间切片帧至接收端板卡还包括以下步骤：

步骤S401、发送端板卡将时间切片帧缓存至第二缓冲区。

步骤S402、发送端板卡对第二缓冲区的数据进行封包处理得到数据包，并将数据包发送至接收端板卡，以使接收端板卡拆包得到时间切片帧。

其中，封包格式定义如下：

CID[19:0]：20位的客户端ID，用于多平面交叉芯片进行交叉连接。

Resv：保留位，可能用于未来扩展功能。

uer_define0：用户自定义字段，可以由用户按需定义使用。

CRC8[7:0]：以字节为单位计算的CRC8校验，用于数据完整性验证。

XGE_payload：表示时间切片帧的有效净荷数据。

将数据包发送至接收端板卡使用uer_difine0~2，共3个字段进行传输。

继续参照图1，在步骤S102之后执行步骤S103，具体如下。

步骤S103、接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据。

图5为本申请实施例提供的获取时钟恢复数据和净荷数据方法的流程示意图，如图5所示，在图1所示流程的基础上，接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据包括以下步骤：

步骤S501、将时间切片帧缓存至第三缓冲区。

步骤S502、根据接收端板卡的接口对应的速率，确定解帧周期。

需要说明的是此处的解帧周期算法与步骤S301相同，此处不在赘述。

步骤S503、根据解帧周期，对第三缓冲区的数据进行校验和分析，得到时钟恢复数据和净荷数据。

校验帧数据：读取到数据后，对时间切片帧的帧头、帧尾和校验码等信息进行校验。只有合法的帧数据才能够被后续处理使用。

分析SID和CID：时间切片帧中包含了SID和CID等重要信息，SID和CID用于识别数据源和目的地，对这些信息进行解析，并将其作为后续处理的输入。

分析指针字段：时间切片帧中还包含了指针字段，用于指示传递的净荷数据所存储的位置。根据指针字段解析出净荷数据，并缓存到第四缓冲区中。

图6为本申请实施例提供的二级平滑数据获取方法的流程示意图，如图6所示，在图1所示流程的基础上，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据包括以下步骤：

步骤S601、将净荷数据缓存至第四缓冲区。

步骤S602、基于时钟恢复数据确定目标小数分频参数，并根据目标小数分频参数和系统时钟确定再生恢复时钟。

步骤S603、根据再生恢复时钟读取第四缓冲区的数据，得到二级平滑数据。

其中，再生恢复时钟为均匀稳定的恢复时钟，通过该均匀稳定的再生恢复时钟读取第四缓冲区的数据，即对数据做第二次平滑处理，此处理可以减少接收端板卡时钟恢复的抖动。

图7为本申请实施例提供的二级平滑数据获取方法的流程示意图，如图7所示，在图6所示流程的基础上，步骤S602包括以下步骤：

步骤S701、根据发送端板卡的恢复时钟对应的时钟频率和系统时钟的基准频率，确定初始小数分频参数。

在步骤S701中，首先确定基准频率和目标频率：确定小数分频的基准频率（即系统时钟的基准频率）和目标频率（发送端板卡的恢复时钟对应的时钟频率）。其次确定初始小数分频参数：通过将目标频率除以基准频率，得到初始小数分频参数。例如，如果目标频率为72MHz，基准频率为100MHz，那么初始小数分频参数为72/100。

步骤S702、根据时钟恢复数据中的指针极性和指针偏差位置，调整初始小数分频参数，直至满足预设期望值，得到目标小数分频参数。

在步骤S702中，根据指针极性，确定指针是递增还是递减；根据指针极性、偏差位置和设定的步长，进行微调。

观察正向抖动指针和负向抖动指针：逐渐增加初始小数分频参数，观察指针是否朝着理想状态接近。若指针越过目标值，说明初始小数分频参数过大，需要减小；若指针离目标值太远，说明初始小数分频参数过小，需要增大，直到指针逼近目标值为止，得到目标小数分频参数。

继续参照图1，在步骤S103之后执行步骤S104，具体如下。

步骤S104、根据再生恢复时钟和接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据同步发送时钟发送二级平滑数据。

其中，鉴相是指通过比较恢复时钟和参考时钟的频率和相位，来确定它们之间的差异，并对恢复时钟进行相应的调整，以实现同步。具体来说，鉴相包括两个步骤：检测和调整。在检测阶段，鉴相电路会比较参考时钟和恢复时钟的频率和相位，来确定它们之间的偏差。在调整阶段，鉴相电路会根据这个偏差来调整频率，从而使恢复时钟与参考时钟同步。最终接收端板卡的接口的同步发送时钟跟随时间切片帧产生的时钟，这样就完成了从发送端板卡接口跨板到接收端板卡接口时钟的恢复再生，可以提高传输数据的稳定性和可靠性，减小由于时钟差异导致的抖动，确保数据传输的准确性和完整性。

图8为本申请另一个实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟方法的流程示意图，图9为本申请实施例提供的SP_TX的流程示意图，图10为本申请实施例提供的SP_RX的流程示意图，如图8-图10所示，本实施例的结构包括：板卡A中OTN/SDH/ETH接口和SP_TX连接，SP_TX和PKG1连接，PKG1和板卡B中的PKG2连接，PKG2和SP_RX连接，SP_RX与VCXO、板卡B中OTN/SDH/ETH接口分别连接。其中，SP_TX内部的连接顺序如下：Buffer1连接到Homogenize，Homogenize连接到Clock slice，Clock slice连接到Buffer2。SP_RX内部的连接顺序如下：Buffer3连接到Check Polarity，Check Polarity与Clock Gen和Buffer4分别连接。

SP_TX代表发送端(Send Port Transmitter)，是指数据传输系统中的发送端口或模块，负责将数据从源设备发送到目标设备。

PKG代表封装器(Packager)，是指在数据传输过程中对数据进行封装、打包或格式转换的模块。将原始数据按照特定的协议或规则进行处理，以确保数据能够正确地传输和解析。

SP_RX代表接收端(Receive Port Receiver)，是指数据传输系统中的接收端口或模块，接收来自发送端的数据，并进行解析和处理，使数据能够被目标设备正确地接收和使用。

VCXO代表电压控制振荡器(Voltage-Controlled Crystal Oscillator)，是一种电子元件，用于产生稳定且可调节频率的时钟信号。在数据传输中，VCXO常用于生成恢复时钟，通过鉴相与参考时钟进行同步，以确保数据的准确传输。

Buffer是一种用于存储数据的临时区域或缓冲区，用于在不同的数据流之间进行数据传输。

Clock slice（时钟片段）是指在多处理器系统中，将处理器时间分成若干个间隔（片段），每个处理器在一个片段内执行指令。这种方式可以使得多个处理器轮流使用系统的总线、内存和其他资源，并提高系统的整体性能。

Clock Gen是一种用于产生时钟信号的器件或芯片。通常被用于数字系统、通信设备、计算机和其他电子设备中，用于同步各个部件的操作。Clock Gen可以产生稳定的时钟信号，确保系统中的各个模块按照预定频率和时间间隔进行操作。

Homogenize代表时钟分频模块。

Check polarit是一种用于校验数据传输的方法，对帧数据进行校验。校验过程包括对SID（起始标识符）和CID（校验标识符）进行分析，以确认数据的完整性和准确性。

本申请实施例包括以下步骤：

（1）、板卡A中的OTN/SPN/ETH等接口将恢复时钟和随路数据使用Buffer1进行缓存。Buffer1采用异步fifo实现，用于暂时存储接口数据。

（2）、使用Homogenize模块，在sys_clk（系统时钟）时钟域中使用Fisher-Yatesshuffle算法生成均匀稳定的时钟信号，并利用该时钟信号从Buffer1中读取数据（一级平滑）。这一步是为了减少时钟恢复的抖动，对数据进行第一次平滑处理。

（3）、利用Clock slice（时间片）模块，在系统时钟域内根据任意灵活可配置的周期来封帧平滑的数据。具体操作是将从Homogenize模块获得的数据按照接口速率配置的周期进行切片（划分为固定长度的时间片），并封装到时钟切片帧中。平滑的数据每间隔固定周期封存时，数据有效的个数会在N-2、N-1、N、N+1、N+2等位置滑动，记录数据指针位置和极性，以便时钟恢复。

图11为本申请实施例提供的时钟切片帧格式的示意图，如图11所示，时钟切片帧格式定义如下：

CID（用户ID）：占据字节0，用于区分业务流信息来源。

SID（连续性切片编号）：占据字节1，循环累加的值，确保时间切片的连续性和正确性，若检测到序号在某个周期内不连续的次数超过3次，则上报告警信息。

Res（保留）：占据字节2，暂时没有使用，保留字段。

Pos_j（数据正向抖动指针）：占据字节3的bit7~bit5位，用来指示数据正向抖动的情况。

Pos_n（数据负向抖动指针）：占据字节3的bit4~bit3位，用来指示数据负向抖动的情况。

Pos（当前指针正极性指示）：占据字节3的bit1位，指示当前指针的正极性。

Neg（当前指针负极性指示）：占据字节3的bit0位，指示当前指针的负极性。

Data（数据净荷）：占据字节4到字节1026，共1023字节，存放数据。

CRC8（CRC校验）：占据字节1027，用于对产生的时间切片帧进行校验。

（4）、将时间切片帧缓存到Buffer2中，PKG1对时间切片帧进行封包处理，使用uer_difine0~2共3个字段进行传输。

（5）、在PKG1到PKG2之间可能存在交叉，引入抖动。板卡B对接收到的封包进行拆解，解出时间切片帧，并缓存到Buffer3。

（6）、Check polarit按照特定可配置周期读取缓存在Buffer3中的时间切片帧，对帧数据进行校验、SID和CID的分析，解出传递的净荷数据并缓存到Buffer4，计算prameter（时钟恢复数据）用于时钟恢复再生。

校验帧数据：读取到数据后，Check polarit模块会对时间切片帧的帧头、帧尾和校验码等信息进行校验。只有合法的帧数据才能够被后续处理模块使用。

解析SID和CID：时间切片帧中包含了SID和CID等重要信息，它们用于识别数据源和目的地。Check polarit模块会对这些信息进行解析，并将其作为后续处理的输入。

解析指针字段：时间切片帧中还包含了指针字段，用于指示传递的净荷数据所存储的位置。Check polarit模块会根据指针字段解析出净荷数据，并缓存到Buffer4中。

计算参数：最后，Check polarit模块根据时钟恢复数据中的指针极性和指针偏差位置计算初始小数分频参数，初始小数分频参数可以用于时钟恢复再生。通过这些初始小数分频参数，可以实现多节点间的时钟同步和时序一致性。

（7）、Clock Gen（时钟产生器）模块接收来自Check polarit的初始小数分频参数，调整初始小数分频参数来再生均匀稳定的恢复时钟，并通过该时钟读取缓存在Buffer4中的数据（二级平滑）。再生的恢复时钟送到VCXO。

（8）、VCXO将Recover clk（恢复时钟）和板卡B接口的参考时钟进行鉴相，确保板卡B接口的发送时钟与时间切片帧产生的时钟同步，从而实现了板卡A接口到板卡B接口时钟的恢复再生，并减小时钟抖动。

综上所述，本申请实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，基于跨板传递并再生恢复时钟，使用二级平滑将时钟频偏抖动降到最小，从发送端板卡开始利用指针来确定时钟的频偏抖动，并通过时钟切片帧将数据传输到接收端板卡，再生恢复时钟在接收端板卡上产生，由于引入了二级平滑，再生恢复时钟的抖动更小。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例还提供了一种基于跨板传递并再生恢复时钟装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图12为本申请实施例提供的基于跨板传递并再生恢复时钟装置的框图，如图12所示，该装置包括：

一级平滑处理模块801，用于发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据初始平滑时钟信号读取发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；

切片帧获取模块802，用于对一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送时间切片帧至接收端板卡，其中，时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据；

二级平滑处理模块803，用于接收端板卡根据接收到的时间切片帧获取时钟恢复数据和净荷数据，基于时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据再生恢复时钟读取净荷数据，得到二级平滑数据；

再生恢复模块804，用于根据再生恢复时钟和接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据同步发送时钟发送二级平滑数据。

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本实施例还提供了基于跨板传递并再生恢复时钟设备，设备包括通讯连接的发送端板卡和接收端板卡；

发送端板卡和接收端办卡用于实现上述任一项的基于跨板传递并再生恢复时钟方法。

本实施例还提供了基于跨板传递并再生恢复时钟装置，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述一个或多个处理器执行所述可执行代码时，用于实现上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述基于跨板传递并再生恢复时钟装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

另外，结合上述实施例中的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意基于跨板传递并再生恢复时钟方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现基于跨板传递并再生恢复时钟方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，图13为本申请实施例提供的电子设备的内部结构示意图，如图13所示，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图13所示。该电子设备包括通过内部总线连接的处理器、网络接口、内存储器和非易失性存储器，其中，该非易失性存储器存储有操作系统、计算机程序和数据库。处理器用于提供计算和控制能力，网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信，内存储器用于为操作系统和计算机程序的运行提供环境，计算机程序被处理器执行时以实现基于跨板传递并再生恢复时钟方法，数据库用于存储数据。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于跨板传递并再生恢复时钟方法，其特征在于，所述方法包括：

发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据所述初始平滑时钟信号读取所述发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；

对所述一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送所述时间切片帧至接收端板卡，其中，所述时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据；

所述接收端板卡根据接收到的所述时间切片帧获取所述时钟恢复数据和所述净荷数据，基于所述时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据所述再生恢复时钟读取所述净荷数据，得到二级平滑数据；

根据所述发送端板卡的恢复时钟对应的时钟频率和所述系统时钟的基准频率，确定初始小数分频参数；

根据所述时钟恢复数据中的指针极性和指针偏差位置，调整所述初始小数分频参数，直至满足预设期望值，得到目标小数分频参数；

将所述净荷数据缓存至第四缓冲区；

基于所述时钟恢复数据确定目标小数分频参数，并根据所述目标小数分频参数和所述系统时钟确定再生恢复时钟；

根据所述再生恢复时钟读取所述第四缓冲区的数据，得到二级平滑数据；

根据所述再生恢复时钟和所述接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据所述同步发送时钟发送所述二级平滑数据。

2.根据权利要求1所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，其特征在于，所述发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据所述初始平滑时钟信号读取所述发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据，包括：

根据系统时钟确定初始平滑时钟信号；

将所述发送端板卡的接口发送的随路数据，缓存至第一缓冲区；

根据所述初始平滑时钟信号读取所述第一缓冲区的数据，得到一级平滑数据。

3.根据权利要求1所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，其特征在于，所述对所述一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，包括：

根据所述发送端板卡的接口对应的速率，确定封帧周期；

根据所述封帧周期，对所述一级平滑数据进行封帧，得到所述时间切片帧。

4.根据权利要求1所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，其特征在于，所述所述接收端板卡根据接收到的所述时间切片帧获取所述时钟恢复数据和所述净荷数据，包括：

将所述时间切片帧缓存至第三缓冲区；

根据所述接收端板卡的接口对应的速率，确定解帧周期；

根据所述解帧周期，对所述第三缓冲区的数据进行校验和分析，得到所述时钟恢复数据和所述净荷数据。

5.根据权利要求1所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法，其特征在于，所述发送所述时间切片帧至接收端板卡还包括：

所述发送端板卡将所述时间切片帧缓存至第二缓冲区；

所述发送端板卡对所述第二缓冲区的数据进行封包处理得到数据包，并将所述数据包发送至所述接收端板卡，以使所述接收端板卡拆包得到所述时间切片帧。

6.一种基于跨板传递并再生恢复时钟装置，其特征在于，所述装置包括：

一级平滑处理模块，用于发送端板卡根据系统时钟确定初始平滑时钟信号，根据所述初始平滑时钟信号读取所述发送端板卡发送的随路数据得到一级平滑数据；

切片帧获取模块，用于对所述一级平滑数据进行封帧处理得到时间切片帧，并发送所述时间切片帧至接收端板卡，其中，所述时间切片帧包括时钟恢复数据和净荷数据；

二级平滑处理模块，用于所述接收端板卡根据接收到的所述时间切片帧获取所述时钟恢复数据和所述净荷数据，基于所述时钟恢复数据确定再生恢复时钟，根据所述再生恢复时钟读取所述净荷数据，得到二级平滑数据；

所述二级平滑处理模块包括执行如下操作：

根据所述发送端板卡的恢复时钟对应的时钟频率和所述系统时钟的基准频率，确定初始小数分频参数；

根据所述时钟恢复数据中的指针极性和指针偏差位置，调整所述初始小数分频参数，直至满足预设期望值，得到目标小数分频参数；

将所述净荷数据缓存至第四缓冲区；

基于所述时钟恢复数据确定目标小数分频参数，并根据所述目标小数分频参数和所述系统时钟确定再生恢复时钟；

根据所述再生恢复时钟读取所述第四缓冲区的数据，得到二级平滑数据；

再生恢复模块，用于根据所述再生恢复时钟和所述接收端板卡的接口时钟进行鉴相，得到同步发送时钟，根据所述同步发送时钟发送所述二级平滑数据。

7.一种基于跨板传递并再生恢复时钟设备，其特征在于，所述设备包括通讯连接的发送端板卡和接收端板卡；

所述发送端板卡和所述接收端办卡用于实现权利要求1-5中任一项所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法。

8.一种基于跨板传递并再生恢复时钟装置，其特征在于，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述一个或多个处理器执行所述可执行代码时，用于实现权利要求1-5中任一项所述的基于跨板传递并再生恢复时钟方法。