專利名稱：高精度ntp授時系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種高精度NTP授時系統(tǒng)，屬于時間同步系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
目前,NTP (Network Time Protocol)作為網(wǎng)絡授時協(xié)議，已經(jīng)廣泛的應用在各個行業(yè)之中，但是傳統(tǒng)的NTP本身存在著精度低、對硬件性能依賴性很大的缺點，一般NTP的精度在毫秒級別，而且作為NTP服務器，對于服務器的CPU處理速度依賴性很大，隨著客戶端數(shù)量的増加，NTP服務器的授時精度會明顯降低；對于我們的時間同步系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)等對時間精度要求較高的行業(yè)，時間精度的要求達到了微秒級甚至是納秒級，NTP在這些領域的應用受到了明顯的限制，也顯示出了 NTP的ー些不足；傳統(tǒng)的NTP網(wǎng)絡授時系統(tǒng)，采用帶有操作系統(tǒng)的CPU進行處理，所有的時間均有CPU去計時并獲取，導致存在嚴重不足如下I、NTP包的到達時間獲取不精確；2、NTP包的發(fā)送時間獲取不精確；3、NTP的精度對硬件CPU的處理速度依賴性過大；4、NTP服務器可帶的節(jié)點數(shù)量較少，即負載能力過小。但是NTP授時也有它的優(yōu)勢所在，隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，以太網(wǎng)已經(jīng)深入到了各個角落，在以太網(wǎng)上運行的NTP授時協(xié)議，不用占用專用的網(wǎng)絡，就可以實現(xiàn)授時，而且非常方便組網(wǎng)，用起來非常方便靈活。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術存在的不足之處，提供ー種精度高、獲取數(shù)據(jù)精確、組網(wǎng)方便、不占用專用網(wǎng)絡的高精度NTP授時系統(tǒng)。本實用新型高精度NTP授時系統(tǒng)，其特殊之處在于包括用于發(fā)出NTP包的CPU2，CPU2通訊連接有用于接收、發(fā)送NTP包并對NTP包中的各個時間戳進行補償修正的可編程邏輯器件1，可編程邏輯器件I與以太網(wǎng)PHY電路3、授時輸出接ロ単元4通訊連接，可編程邏輯器件I的輸入端連接有用于輸送標準時間的標準時源輸入接ロ 5，CPU2與用戶管理接ロ 6通訊連接，用戶管理接ロ 6是提供給用戶進行管理、維護、設置的接ロ。本實用新型的高精度NTP授時系統(tǒng)，提出了一個新的解決方案一硬件時間戳，解決了 NTP的現(xiàn)有不足，并結合NTP既有的優(yōu)點，對于NTP在時間同步系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)中的應用提供了極大的便利，大大提高NTP授時精度，傳統(tǒng)NTP授時精度為毫秒級，應用我們的硬件時間戳可以將精度提高到IOns級別，可以將NTP服務器的帶負載能力大大提高，傳統(tǒng)一般能帶幾百到幾千個負載，理論帶負載能力可達25萬。
圖I :本實用新型的高精度NIP授時系統(tǒng)的結構框圖。
具體實施方式
以下參考附圖給出本實用新型的具體實施方式
，用來對本實用新型做進ー步的說明。本實施例的高精度NTP授時系統(tǒng)，包括用于發(fā)出NTP包的CPU2，CPU2通訊連接有用于接收NTP包并對NTP包中的各個時間戳進行補償修正的可編程邏輯器件1，可編程邏輯 器件I的輸出端與以太網(wǎng)PHY電路及物理接ロ 3、授時輸出接ロ單元4通訊連接，可編程邏輯器件I的輸入端與標準時源輸入接ロ 5通訊連接，CPU2與用戶管理接ロ 6通訊連接；上述高精度NTP授時系統(tǒng)的授時方法，包括以下步驟服務器端CPU2接收NTP包，經(jīng)過可編程邏輯器件I精確記錄到達時間T ；CPU2收到NTP包后作出回應，發(fā)送回應NTP包，并將記錄的精確時間T添加到所要發(fā)出的NTP包中，然后可編程邏輯器件I對發(fā)送的NTP包的發(fā)送時間進行修正并更改發(fā)送時間戳的值，然后可編程邏輯器件I對NTP包進行校驗，校驗后發(fā)出；服務器端接收方向I、可編程邏輯器件I接收到物理層的以太網(wǎng)包，精確記錄下到達時間T ；2、可編程邏輯器件I將收到的以太網(wǎng)包進行CRC32 (循環(huán)冗余檢測32)校驗，校驗數(shù)據(jù)包是否完整包，如果是錯誤包，就將該包丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整無誤，則進行下ー步處理；3、如果以太網(wǎng)包不是NTP包，那么就將該包直接送到CPU 2進行處理，如果該數(shù)據(jù)包是NTP包，則將時間T加入到NTP包的到達時間戳的位置；4、對于加上時間戳T的以太網(wǎng)包，重新進行CRC32校驗，將校驗值替換以太網(wǎng)包原有的校驗和；5、將步驟4的NTP包送到CPU2進行處理；服務器端發(fā)送方向I、可編程邏輯器件I接收到來自CPU2的以太網(wǎng)包，并精確記錄下達時間為T，確定以太網(wǎng)包在可編程邏輯器件I中的處理時間t ；2、可編程邏輯器件I對收到的以太網(wǎng)包進行CRC32校驗，校驗數(shù)據(jù)包是否完整包，如果是錯誤包，就將該包丟棄，如果數(shù)據(jù)包完整無誤，進入步驟3判斷包的類型；3、如果數(shù)據(jù)包的類型不是NTP包，那么就將該包直接送到PHY電路發(fā)送出去，如果該數(shù)據(jù)包是NTP包，則將時間(T + t)加入到NTP包的發(fā)送時間戳的位置；4、對于已經(jīng)加上時間戳T的以太網(wǎng)包，重新進行CRC32校驗，并將校驗替換包原有的校驗和；5、步驟4的NTP包送到PHY電路發(fā)送出去；客戶端接收方向I、可編程邏輯器件I接收到物理層的以太網(wǎng)包，并精確記錄下到達時[0036]間為T;2、可編程邏輯器件I對收到的以太網(wǎng)包進行CRC32校驗，校驗數(shù)據(jù)包是否完整包，如果是錯誤包，就將該包丟棄；如果數(shù)據(jù)包完整無誤，進入步驟3判斷包的類型；3、如果數(shù)據(jù)包的類型不是NTP包，那么就將該包直接送到CPU2進行處理，并將時間T丟棄；如果該數(shù)據(jù)包是NTP包，則將時間T送入CPU2進行處理；客戶端發(fā)送方向I、可編程邏輯器件I接收到來自CPU的以太網(wǎng)包，并精確記錄下到
達時間為T，并確定以太網(wǎng)包在可編程邏輯器件I中的處理時間t ；2、可編程邏輯器件I對收到的以太網(wǎng)包進行CRC32校驗，校驗數(shù)據(jù)包是否完整包，如果是錯誤包，就將該包丟棄，如果數(shù)據(jù)包完整無誤，進入步驟3判斷包的類型；3、如果數(shù)據(jù)包的類型不是NTP包，那么就將該包直接送到PHY電路發(fā)送出去，如果該數(shù)據(jù)包是NTP包，則將時間(T + t)加入到NTP包的發(fā)送時間戳的位置；4、對于已經(jīng)加上時間戳T的包，重新進行CRC32校驗，并將校驗替換包原有的校驗和；5、步驟4的NTP包送到PHY電路發(fā)送出去。本實用新型的高精度NTP授時系統(tǒng)及其授時方法，提出了一個新的解決方案一硬件時間戳，解決了 NTP的現(xiàn)有不足，并結合NTP既有的優(yōu)點，對于NTP在時間同步系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)中的應用提供了極大的便利，大大提高NTP授時精度，傳統(tǒng)NTP授時精度為毫秒級，應用我們的硬件時間戳可以將精度提高到IOns級別，可以將NTP服務器的帶負載能力大大提高，傳統(tǒng)一般能帶幾百到幾千個負載，理論帶負載能力可達25萬。
權利要求1.高精度NTP授時系統(tǒng)，其特征在于包括用于發(fā)出NTP包的CPU (2)，CPU (2)通訊連接有用于接收、發(fā)送NTP包并對NTP包中的各個時間戳進行補償修正的可編程邏輯器件(1)，可編程邏輯器件(1)與以太網(wǎng)PHY電路(3)、授時輸出接ロ単元(4)通訊連接，可編程邏輯器件(1)的輸入端連接有用于輸送標準時間的標準時源輸入接ロ(5)，CPU (2)與用戶管理接ロ(6)通訊連接。
專利摘要本實用新型涉及一種高精度NTP授時系統(tǒng)，屬于時間同步系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)技術領域。包括用于發(fā)出NTP包的CPU，CPU通訊連接有用于接收、發(fā)送NTP包并對NTP包中的各個時間戳進行補償修正的可編程邏輯器件，可編程邏輯器件與以太網(wǎng)PHY電路、授時輸出接口單元通訊連接，可編程邏輯器件的輸入端連接有用于輸送標準時間的標準時源輸入接口，CPU與用戶管理接口通訊連接。本實用新型精度高、獲取數(shù)據(jù)精確、組網(wǎng)方便、不占用專用網(wǎng)絡。
文檔編號H04J3/06GK202395789SQ20122001184
公開日2012年8月22日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者孫得臏 申請人:孫得臏