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CN112491491A - 基于以太网线的时钟同步方法、装置、存储介质及系统 - Google Patents

基于以太网线的时钟同步方法、装置、存储介质及系统 Download PDF

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CN112491491A
CN112491491A CN202011471619.2A CN202011471619A CN112491491A CN 112491491 A CN112491491 A CN 112491491A CN 202011471619 A CN202011471619 A CN 202011471619A CN 112491491 A CN112491491 A CN 112491491A
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CN
China
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network transformer
clock
frequency
terminal
ethernet cable
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Application number
CN202011471619.2A
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English (en)
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陈昌明
李志宏
范科伟
明淼晶
林纬园
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Shenzhen Anjili New Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Anjili New Technology Co ltd
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种基于以太网线的时钟同步方法，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；通过普通以太网线和网络变压器，并利用差分信号传输，不要以太网的物理接口芯片，既节约成本，又降低了时钟的抖动，使得同步精度在系统时钟的单个周期以内，从而完成多个设备之间的时钟同步。

Description

基于以太网线的时钟同步方法、装置、存储介质及系统
技术领域
本发明涉及不同设备间的时钟同步技术领域，尤其涉及一种基于以太网线的时钟同步方法、装置、存储介质及系统。
背景技术
目前系统同步，利用以太网线，大部分都是用IEEE1588协议，此协议需要特殊的以太网物理接口(PHY)芯片，同时精度基本上才us级别；这些同步方法都需要以太网的PHY，提高系统的成本，又同时精度无法达到ns级别，因此需要一种不需要以太网线物理接口芯片的基于以太网线的时钟同步方法。
发明内容
本发明提供了基于以太网线的时钟同步方法、装置、存储介质及系统，旨在解决背景技术中提及的技术问题。
本发明首先提供了一种基于以太网线的时钟同步方法，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；所述方法包括:
S100:当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行步骤S200；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行步骤S300；
S200:增加所述系统时钟一个周期；
S300:减少所述系统时钟一个周期。
进一步的，所述方法还包括：当所述系统时钟与所述通讯时钟的计数误差超过所述系统时钟的一个周期大小时，所述终端中的从系统补偿。
进一步的，所述第一频率为12.5Mhz，所述第二频率为125Mhz。
进一步的，还包括时间同步步骤，包括：系统会定期传输时间包到设备。
本发明还提供了一种基于以太网线的时钟同步装置，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；所述装置包括:
判断模块，用于：当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行第一执行模块；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行第二执行模块；
第一执行模块，用于增加所述系统时钟一个周期；
第二执行模块，用于减少所述系统时钟一个周期。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理执行时实现上述的基于以太网线的时钟同步方法。
本发明还提供了一种基于以太网线的时钟同步系统，包括第一终端、第二终端、第一网络变压器和第二网络变压器，所述第一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，所述第二终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信。
本发明通过普通以太网线和网络变压器，直接利用差分信号传输，不要以太网的物理接口芯片，一方面通过简化电路以节约成本，另一方面降低了时钟的抖动，使得同步精度在系统时钟的单个周期以内，从而完成多个设备之间的时钟同步。
应当理解的是，以上的一般描述和后面的细节描述仅仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
图1是本发明提供的一实施例的基于以太网线的时钟同步方法的步骤流程图。
图2是本发明提供的一实施例的基于以太网线的时钟同步装置的模块图。
图3是本发明提供的一实施例的基于以太网线的时钟同步系统的整体示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本领域技术人员应当理解，本发明所称的“应用”、“应用程序”、“应用软件”以及类似表述的概念，是业内技术人员所公知的相同概念，是指由一系列计算机指令及相关数据资源有机构造的适于电子运行的计算机软件。除非特别指定，这种命名本身不受编程语言种类、级别，也不受其赖以运行的操作系统或平台所限制。理所当然地，此类概念也不受任何形式的终端所限制。
本领域技术人员应当理解，本发明所称的用户界面、显示界面泛指能够用于向智能终端发送所述控制指令的显示界面，例如，可以是Android/IOS/Windows Phone系统的设置页面中的一个选项(或按键，由所述应用程序添加其中，下同)，也可以是从桌面呼出的通知栏或者交互页面中的一个选项，还可以是所述应用程序的一个活动组件所构造的页面中的一个选项。
请参阅图1，本发明首先提供了一种基于以太网线的时钟同步方法，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；所述方法包括:
S100:当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行步骤S200；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行步骤S300。
S200:增加所述系统时钟一个周期。
S300:减少所述系统时钟一个周期。
本发明的一种实施例中，所述方法还包括：当所述系统时钟与所述通讯时钟的计数误差超过所述系统时钟的一个周期大小时，所述终端中的从系统补偿。
本实施例中补偿误差的方式为增减系统时钟的周期，因此如果误差超过系统时钟的一个周期或者误差不等于系统时钟的周期的整数倍时，通过终端中的从系统来补偿避免这一情况。
本发明的一种实施例中，所述第一频率为12.5Mhz，所述第二频率为125Mhz。
为了利用现有的以太网系统，选取通讯时钟为12.5M，系统的电气特征可以比较好的适配的现有的以太网线和接插件；选择系统时钟为125Mhz，在假定同步的情况下，每经过10次系统计数通讯时钟计数一次。
进一步的，本发明的一种实施例，所述方法还包括时间同步步骤，包括：系统会定期传输时间包到设备。
本实施例中，系统会定期传输时间包，包内带时间，当时间传输到设备的时候，设备将获得时间，从而实现时间同步，系统可以是两个所述终端中的任一个，也可以是两个所述终端共同连接的外部系统。
本发明的一种实施例，所述终端之间的数据传输编码格式方法包括：
当数据为0时，系统传输01，当数据为1时，系统传输数据10。
这种方式的传输效率为50％，使得传输频率可能是12.5M或6.25M，则系统的电气特征可以比较好的适配的现有的以太网线和接插件。系统在不传输数据的时候，一直传输…0101010101…，频率为12.5M，传输数据的时候，可能会变成1100，此时系统的频率有6.25M的情况，即存在误差。
本发明还提供了一种基于以太网线的时钟同步装置100，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数，所述装置存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行基于以太网线的时钟同步方法，包括：
S100:当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行步骤S200；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行步骤S300。
S200:增加所述系统时钟一个周期。
S300:减少所述系统时钟一个周期。
为了便于描述，将所述基于以太网线的时钟同步装置100拆分为功能模块架构，如图2所示，包括：
判断模块10，用于：当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行第一执行模块10；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行第二执行模块20。
第一执行模块20，用于增加所述系统时钟一个周期。
第二执行模块30，用于减少所述系统时钟一个周期。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理执行时实现上述的基于以太网线的时钟同步方法。
请参阅图3，本发明还提供了一种基于以太网线的时钟同步系统，包括第一终端201、第二终端202、第一网络变压器203和第二网络变压器204，所述第一终端201通过以太网线与所述第一网络变压器203连接，所述第二终端202通过以太网线与所述第二网络变压器204连接，且所述第一网络变压器203和所述第二网络变压器204通过双绞线205连接，且所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信。
本发明通过普通以太网线和网络变压器，直接利用差分信号传输，不要以太网的物理接口芯片，一方面通过简化电路以节约成本，另一方面降低了时钟的抖动，使得同步精度在系统时钟的单个周期以内，从而完成多个设备之间的时钟同步。
本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。
本发明的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本发明的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于以太网线的时钟同步方法，其特征在于，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；所述方法包括:
S100:当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行步骤S200；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行步骤S300；
S200:增加所述系统时钟一个周期；
S300:减少所述系统时钟一个周期。
2.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述系统时钟与所述通讯时钟的计数误差超过所述系统时钟的一个周期大小时，所述终端中的从系统补偿。
3.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，所述第一频率为12.5Mhz，所述第二频率为125Mhz。
4.根据权利要求1所述的时钟同步方法，其特征在于，还包括时间同步步骤，包括：系统会定期传输时间包到设备。
5.一种基于以太网线的时钟同步装置，其特征在于，两个通过以太网线连接的终端之间设有第一网络变压器和第二网络变压器，其中一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，另一终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信，两个所述终端之间的通讯时钟为第一频率，所述终端的系统时钟为第二频率，其中第二频率是第一频率的n倍且n为正整数；所述装置包括:
判断模块，用于：当所述系统时钟每相隔n次计数时，判断接收到的通讯信息的计数状态，若此时接收到的通讯信息已经进行过新的计数，执行第一执行模块；若此时接收到的通讯信息还未进行新的计数，执行第二执行模块；
第一执行模块，用于增加所述系统时钟一个周期；
第二执行模块，用于减少所述系统时钟一个周期。
6.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的基于以太网线的时钟同步方法。
7.一种基于以太网线的时钟同步系统，其特征在于，包括第一终端、第二终端、第一网络变压器和第二网络变压器，所述第一终端通过以太网线与所述第一网络变压器连接，所述第二终端通过以太网线与所述第二网络变压器连接，且所述第一网络变压器和所述第二网络变压器通过双绞线连接，所述终端与所述网络变压器之间通过差分信号通信。
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