CN117478259A - 时钟控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本说明书提供一种时钟控制方法及装置，应用于从时钟。所述方法包括：根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量；在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将过滤次数清零；在过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接主时钟源的端口。

Description

时钟控制方法及装置

技术领域

本说明书涉及技术领域，尤其涉及时钟控制方法及装置。

背景技术

随着超高清信号的快速发展及信号IP化标准的日趋完善，信号IP化成为趋势。基于SMPTE ST 2110协议建设的IP制播系统，可以使用PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)实现整网的高精度时钟同步，从而保证视音频数据流的同步锁定与正确重组还原。

PTP时钟通过BMC算法的协议交互报文计算时间偏差offset值，从时钟按照该时间偏差来调整本地时间，以实现从时钟与主时钟的同步。

IP制播系统对PTP时钟锁定的稳定度要求极高。正常情况下，时钟源的offset值都在媒体终端可承受的范围内。一旦时钟源的offset值超出媒体终端可承受的范围，即时钟源发生了跳变，会引起时钟不稳定，进而导致设备重启，对电视的安全播出产生严重的影响。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本说明书提供了时钟控制方法及装置。

根据本说明书实施例的第一方面，提供一种时钟控制方法，应用于从时钟，所述方法包括：根据与主时钟源的交互报文，计算与所述主时钟源的偏移量；在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果所述偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据所述偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将所述过滤次数清零；在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接所述主时钟源的端口。

根据本说明书实施例的第二方面，提供一种时钟控制装置，应用于从时钟，所述装置包括：第一计算模块，用于根据与主时钟源的交互报文，计算与所述主时钟源的偏移量；第一控制模块，用于在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果所述偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据所述偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将所述过滤次数清零；第二控制模块，用于在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接所述主时钟源的端口。

根据本说明书实施例的第三方面，提供一种时钟控制装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：根据与主时钟源的交互报文，计算与所述主时钟源的偏移量；在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果所述偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据所述偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将所述过滤次数清零；在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接所述主时钟源的端口。

本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本说明书实施例的时钟控制方法和装置，可以对时钟源的跳变进行过滤，从而提高时钟的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。

图1是本说明书根据一示例性实施例示出的系统架构的示意图。

图2是本说明书根据一示例性实施例示出的时钟控制方法的流程图。

图3是本说明书根据一示例性实施例示出的时钟控制方法的示意图。

图4是本说明书根据另一示例性实施例示出的时钟控制方法的示意图。

图5是本说明书根据一示例性实施例示出的文件处理装置所在计算机设备的硬件结构图。

图6是本说明书根据一示例性实施例示出的一种时钟控制装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下结合图1对本说明书实施例的可以应用时钟控制方法和装置的系统架构进行说明。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本说明书实施例的系统架构的示例，以帮助本领域技术人员理解本说明书的技术内容，但并不意味着本说明书实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

图1是本说明书根据一示例性实施例示出的系统架构的示意图。

如图1所示，该系统架构例如可以包括时钟源、交换机和终端设备。其中，时钟源为用于提供高精度时间的装置，例如高精度时钟设备或者PTP时间服务器等等。时钟源可以分为主时钟源和从时钟源。交换机可以为IP矩阵交换机，可以分为脊交换机(spine)和叶交换机(leaf)。示例性地，本实施例中，脊交换机可以包括Spine1和Spine2，叶交换机可以包括Leaf1、Leaf2、Leaf3和Leaf4。终端设备可以包括IP广播服务器、IP广播终端设备(例如音频扬声器、显示屏、投影仪等)、网络音频编码器、网络视频编码器、控制终端设备等。示例性地，本实施例中，终端设备可以包括终端设备1、终端设备2和终端设备3。

示例性地，本实施例中，时钟源与IP矩阵交换机之间、IP矩阵交换机与IP矩阵交换机之间可以设置有PTP专用链路，以进行PTP交互报文的传输。PTP交互报文可以用于对时钟进行同步。

示例性地，本实施例中，IP矩阵交换机可以带有PTP硬件时钟晶振，时钟精度可以达到ns级别，满足IP制播系统的时钟精度要求。因此，可以在计算出offset值超过阈值时(即时钟源出现跳变)，IP矩阵交换机可以对时钟源的跳变进行过滤，使用本地时钟进行向下传递，保证信号输出和媒体终端设备的稳定性。

示例性地，本实施例中，IP矩阵交换机可通过设置偏移量阈值和过滤次数，对时钟源偶发的、不连续的跳变进行过滤。

对于偏移量阈值，当计算出的偏移量(offset)大于偏移量阈值时，代表时钟源发生了一次跳变。偏移量阈值可以根据实际应用环境进行调节。

对于过滤次数，IP矩阵交换机会记录时钟源发生跳变的次数，在发生跳变的情况下，当持续跳变的次数不超过过滤次数阈值时，会使用本地时钟代替时钟源时钟向下传递。下面对本说明书实施例提供的时钟控制方法进行详细地说明。参见图2，图2为本说明书实施例提供的一种时钟控制方法的流程图。该方法可以应用于从时钟，该从时钟例如可以为上文所示的交换机，该方法可以包括以下步骤：

在步骤210、根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量。

根据本说明书的实施例，例如可以通过交互报文的收发时刻计算时间的偏移量(offset)，从时钟按照该时间偏差来调整本地时钟，就可以实现从时钟与主时钟的同步。

在步骤220、判断过滤次数是否达到过滤次数阈值。在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，执行操作230，否则执行步骤260。

根据本说明书的实施例，当主时钟源出现跳动时，从时钟可以对主时钟源的时钟进行过滤。过滤次数可以为对主时钟源的时钟进行过滤的次数。初始时，过滤次数可以为0。过滤次数阈值可以根据实际需要设置。

在步骤230、判断偏移量是否大于第一偏移量阈值。如果偏移量大于第一偏移量阈值，则执行步骤240。否则，执行步骤250。

根据本说明书的实施例，当偏移量大于偏移量阈值时，表示主时钟源出现了跳动，从时钟可以针对该跳动进行过滤。偏移量阈值可以根据实际需要设置。

在步骤240、向下层设备发送本地时钟，并将过滤次数加一。

根据本说明书的实施例，从时钟可以使用本地时钟，以过滤主时钟源的时钟。每过滤一次，则过滤次数加1。

在步骤250、根据偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟主时钟源的时钟，并将过滤次数清零。

根据本说明书的实施例，当偏移量小于或等于偏移量阈值时，表示主时钟源的时钟正常，因此，从时钟可以根据主时钟源的时钟调整本地时钟，然后向下层设备发送调整后的本地时钟。

在步骤260、限制连接主时钟源的端口。

根据本说明书的实施例，从时钟例如可以将连接主时钟源的端口设置为block，从而限制该端口。

根据本说明书的实施例的方法，可以对时钟源偶发的、不连续的跳变进行过滤，从而提高信号输出的稳定性。该方法可以应用于IP制播系统中的IP矩阵交换机，从而可以提高IP制播系统的信号输出的稳定性，避免因信号输出不稳定设备重启，保证电视的安全播出。

可选地，在过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，从时钟还可以从备时钟源中选举新的主时钟源。

可选地，主时钟可以周期性地发送同步报文。其中，同步报文可以包含主时钟发送同步消息的发送时刻。同步消息的发送时刻可以用于计算主时钟与其他设备的时钟偏移量，进而实现时钟同步。从时钟接收主时钟源发送的同步报文后，可以记录同步报文的接收时刻，然后向主时钟发送延迟请求报文，延迟请求报文包括同步报文的接收时刻。主时钟接收从时钟发送的延迟请求报文后，可以记录延迟请求报文的接收时刻，并向从设备发送的延迟响应报文，延迟响应报文包括延迟请求报文的接收时刻。从时钟接收主时钟发送的延迟响应报文后，可以根据同步报文的发送时刻和接收时刻、延迟请求报文的发送时刻和接收时间刻，计算偏移值。

例如，主时钟源周期性发送同步报文，携带同步报文的发送时刻t1。从时钟在接收到同步报文后，发送延迟请求报文，并记录发送时刻t2。主时钟源接收到延迟请求报文消息后，记录延迟请求报文消息的接收时刻t3。然后向从时钟发送延迟响应报文，携带接收时刻t3。从时钟接收延迟响应报文后，可以根据以下公式计算偏移值offset：

offset＝[(t2-t1)+(t3-t2)]/2

可选地，从时钟还可以获取其他从时钟计算的偏移量，通过多次比较这些偏移量以对偏移量进行校准，从而提高偏移量的精度和准确性。例如，多个从时钟可以共享自己计算的偏移量，然后可以对各从时钟计算的偏移量计算平均值，从而得到校准后的偏移值。此外，还可以结合其他算法和机制来进行精确的时间同步和校准，例如递归算法和授时算法等。

可选地，在过滤次数达到次数阈值的情况下，主时钟源可以转为候选时钟源。对于候选时钟源，可以周期性计算与候选时钟源的偏移量。在候选时钟源的稳定次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果与时钟源的偏移量小于或等于第二偏移量阈值，则将稳定次数加一，否则，将稳定次数清零。在候选时钟源的稳定次数达到稳定次数阈值的情况下，可以激活与候选时钟源连接的端口。其中，稳定次数阈值和第二偏移量阈值可以根据实际需要设置。稳定次数阈值可以与过滤次数阈值相同或不同。第一偏移量阈值可以与第二偏移量阈值相同或不同。

下面结合图3和图4，对本说明书实施例提供的时钟控制方法进行详细地说明。

图3为本说明书实施例提供的时钟控制方法的示意图。如图3所示，时钟源可以分为主时钟源和从时钟源。脊交换机可以包括Spine1和Spine2，叶交换机可以包括Leaf1、Leaf2、Leaf3和Leaf4，终端设备可以包括终端设备1、终端设备2和终端设备3。假设第一偏移量阈值和第二偏移量阈值均为1000ns，过滤次数阈值和稳定次数阈值均为40次。如果按照交互报文8个/秒的速度发送，则可以过滤40/8＝5秒内超过1000ns的持续跳变。

以Leaf1为例，Leaf1可以根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量offset。在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果offset大于1000ns，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据offset调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将过滤次数清零重新开始统计。

例如，连续10次计算得到的偏移量offset均超过1000ns，但在第11次计算时offset小于1000ns，则将过滤次数清0；当再次出现offset超过1000ns时，过滤次数重新开始从1计数。

图4为本说明书另一实施例提供的时钟控制方法的示意图。如图4所示，当主时钟源持续被过滤的过滤次数超过过滤次数阈值时，说明该主时钟源的时钟不稳定，则可以将连接该时钟源的端口置为block状态。当网络发现主时钟源不可达后，从时钟可以对主时钟源重新选举，以保证整网的时钟稳定性。例如，当主时钟源的过滤次数超过40次，可以将连接该时钟源的端口置为block状态，并选举备时钟源作为新的主时钟源，将该新的主时钟源的端口设置为active状态。

对于block状态端口连接的时钟源，可以以稳定次数阈值为一个周期，当该时钟源连续不发生跳变的次数达到稳定次数阈值，即不再发生持续的跳变，则可以将连接该时钟源的端口置为active状态。

与前述方法的实施例相对应，本说明书还提供了装置及其所应用的终端的实施例。

本说明书文件处理装置的实施例可以应用在计算机设备上，例如服务器或终端设备。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在文件处理的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本说明书实施例文件处理装置所在计算机设备的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器510、内存530、网络接口520、以及非易失性存储器540之外，实施例中装置531所在的服务器或电子设备，通常根据该计算机设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

如图6所示，图6是本说明书根据一示例性实施例示出的一种时钟控制装置的框图，该装置可以应用于从时钟，该从时钟例如可以包括上文所示的交换机。该装置包括：

第一计算模块610，用于根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量；

第一控制模块620，用于在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将过滤次数清零；

第二控制模块630，用于在过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接主时钟源的端口。

可选地，在过滤次数达到次数阈值的情况下，主时钟源可以转为候选时钟源。在前述实施例的基础上，该装置还可以包括：

第二计算模块，用于计算与候选时钟源的偏移量；

第三控制模块，用于在候选时钟源的稳定次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果与时钟源的偏移量小于或等于第二偏移量阈值，则将稳定次数加一，否则，将稳定次数清零；

第四控制模块，用于在候选时钟源的稳定次数达到稳定次数阈值的情况下，激活与候选时钟源连接的端口。

可选地，第一计算模块可以包括：

第一子接收模块，用于接收主时钟源发送的同步报文，同步报文包括同步消息的发送时刻；

发送子模块，用于向主时钟发送延迟请求报文，延迟请求报文包括同步报文的接收时刻；

第二接收子模块，用于接收主时钟发送的延迟响应报文，延迟响应报文包括延迟请求报文的接收时刻；

第三计算子模块，用于根据同步报文的发送时刻和接收时刻、延迟请求报文的发送时刻和接收时间刻，计算偏移值。

在前述实施例的基础上，该装置还可以包括：

选举模块，用于在过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，从备时钟源中选举新的主时钟源。

根据本说明书的实施例的装置，可以对时钟源偶发的、不连续的跳变进行过滤，从而提高信号输出的稳定性。该装置可以应用于IP制播系统中的IP矩阵交换机，从而可以提高IP制播系统的信号输出的稳定性，避免因信号输出不稳定设备重启，保证电视的安全播出。

相应的，本说明书还提供一种时钟控制装置，该装置包括有处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为：根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量；在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将过滤次数清零；在过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接主时钟源的端口。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以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，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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说明书方案的目的。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。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种时钟控制方法，应用于从时钟，其特征在于，所述方法包括：

根据与主时钟源的交互报文，计算与所述主时钟源的偏移量；

在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果所述偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据所述偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将所述过滤次数清零；

在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接所述主时钟源的端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述过滤次数达到次数阈值的情况下，所述主时钟源转为候选时钟源；所述方法还包括：

计算与所述候选时钟源的偏移量；

在所述候选时钟源的稳定次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果与所述时钟源的偏移量小于或等于第二偏移量阈值，则将所述稳定次数加一，否则，将所述稳定次数清零；

在所述候选时钟源的稳定次数达到稳定次数阈值的情况下，激活与所述候选时钟源连接的端口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据与主时钟源的交互报文，计算与主时钟源的偏移量，包括：

接收主时钟源发送的同步报文，所述同步报文包括所述同步消息的发送时刻；

向所述主时钟发送延迟请求报文，所述延迟请求报文包括所述同步报文的接收时刻；

接收所述主时钟发送的延迟响应报文，所述延迟响应报文包括所述延迟请求报文的接收时刻；

根据所述同步报文的发送时刻和接收时刻、所述延迟请求报文的发送时刻和接收时间刻，计算所述偏移值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，从备时钟源中选举新的主时钟源。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从时钟包括IP矩阵交换机。

6.一种时钟控制装置，应用于从时钟，其特征在于，所述装置包括：

第一计算模块，用于根据与主时钟源的交互报文，计算与所述主时钟源的偏移量；

第一控制模块，用于在过滤次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果所述偏移量大于第一偏移量阈值，则向下层设备发送本地时钟信号，并将过滤次数加一，否则，根据所述偏移量调整本地时钟，向下层设备发送调整后的本地时钟，并将所述过滤次数清零；

第二控制模块，用于在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，限制连接所述主时钟源的端口。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述过滤次数达到次数阈值的情况下，所述主时钟源转为候选时钟源；所述装置还包括：

第二计算模块，用于计算与所述候选时钟源的偏移量；

第三控制模块，用于在所述候选时钟源的稳定次数未达到过滤次数阈值的情况下，如果与所述时钟源的偏移量小于或等于第二偏移量阈值，则将所述稳定次数加一，否则，将所述稳定次数清零；

第四控制模块，用于在所述候选时钟源的稳定次数达到稳定次数阈值的情况下，激活与所述候选时钟源连接的端口。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：

第一子接收模块，用于接收主时钟源发送的同步报文，所述同步报文包括所述同步消息的发送时刻；

发送子模块，用于向所述主时钟发送延迟请求报文，所述延迟请求报文包括所述同步报文的接收时刻；

第二接收子模块，用于接收所述主时钟发送的延迟响应报文，所述延迟响应报文包括所述延迟请求报文的接收时刻；

第三计算子模块，用于根据所述同步报文的发送时刻和接收时刻、所述延迟请求报文的发送时刻和接收时间刻，计算所述偏移值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

选举模块，用于在所述过滤次数达到过滤次数阈值的情况下，从备时钟源中选举新的主时钟源。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述从时钟包括IP矩阵交换机。