一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106506107A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201611054170.3(22)申请日2016.11.25(71)申请人中国科学院武汉物理与数学研究所地址430071湖北省武汉市武昌区小洪山(72)发明人高伟陈智勇余钫金鑫秦蕾(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所42001代理人李鹏王敏锋(51)Int.Cl.H04J3/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法(57)摘要本发明公开了一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法，MAC模块接收来自以太网接口的以太网数据帧，MAC模块从时间标签模块获取接收时间戳信息并生成解析后的以太网数据帧，CPU模块将解析后的以太网数据帧和相应的接收时间戳信息封装成NTP报文，MAC模块将已封装好的NTP报文并对外发送，并从时间标签模块获取发送时间戳信息，CPU模块将发送时间戳信息封装为UDP报文通过MAC模块将UDP报文对外发送，NTP客户端将UDP报文中的发送时间戳信息填充到对应的NTP报文中。本发明在介质访问控制层给接收或发送的NTP报文标记硬件时间戳，显著提高了NTP报文的时间戳精度。CN106506107ACN106506107A权利要求书1/1页1.一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、MAC模块（13）接收来自以太网接口的以太网数据帧，步骤2、MAC模块（13）通过第二中断信号（5）通知时间标签模块（12）生成时间戳信息，时间标签模块（12）生成时间戳信息后通过第一中断信号（4）通知MAC模块（13），MAC模块（13）接收时间标签模块（12）生成的时间戳信息作为接收时间戳信息，MAC模块（13）对以太网数据帧进行解析生成解析后的以太网数据帧，步骤3、MAC模块（13）通过第三中断信号（6）通知CPU模块（10）接收解析后的以太网数据帧和相应的接收时间戳信息，步骤4、CPU模块（10）将解析后的以太网数据帧和相应的接收时间戳信息封装成NTP报文，步骤5、CPU模块（10）封装NTP报文完成后通过第四中断信号（7）通知MAC模块（13）发送NTP报文，步骤6、MAC模块（13）响应来自CPU模块（10）的第四中断信号（7），获取来自CPU模块（10）已封装好的NTP报文并对外发送，MAC模块（13）在发送NTP报文时通过第二中断信号（5）通知时间标签模块（12）产生时间戳信息，时间标签模块（12）产生时间戳信息后产生第一中断信号4通知MAC模块（13）读取时间戳信息作为发送时间戳信息，步骤7、MAC模块（13）通过产生第三中断信号（6）通知CPU模块（10）将发送时间戳信息封装为UDP报文，步骤8、CPU模块（10）通过第四中断信号（7）通知MAC模块（13）将UDP报文对外发送，步骤9、NTP客户端接收NTP报文以及对应的UDP报文，将UDP报文中的发送时间戳信息填充到对应的NTP报文中。2CN106506107A说明书1/3页一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法技术领域[0001]本发明涉及时间与频率同步系统中的NTP授时技术领域，具体涉及一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法。背景技术[0002]随着信息技术的快速发展，在通信系统与电力系统等要求实时性强的应用场合，必须保证系统内的各终端具有统一的时间。互联网的大规模普及，给统一授时提供了极大的方便。NTP（NetworkTimeProtocol，网络时间协议）就是在此种应用环境下诞生的。[0003]NTP协议最早是由美国Delaware大学Mills教授设计实现的，它是用来使计算机时间同步化的一种协议，可以使计算机通过网络与高精度时间服务器进行时间同步。NTP协议目前已发展到第四版。它使用UTC（CoordinatedUniversalTime，协调世界时）时间作为标准，是基于无连接的IP（InternetProtocol，网际协议）协议和UDP（UserDatagramProtocol，用户数据报协议）协议的应用层协议，端口为123，使用层次式时间分布模型。通常情况下，其同步精度在广域网中能达到几十毫秒，在局域网中则优于10毫秒。[0004]在传统的NTP授时中，应用层在解析出NTP报文后才标记时间戳，其精度受限于软件执行的时延和不确定性。而采用在介质访问控制层对NTP报文进行硬件时间戳的标记，可以克服上述缺点，从而显著提高NTP报文的时间戳精度。发明内容[0005]本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于硬件时间戳的NTP服务器授时实现方法。使NTP服务器的报文时间戳精