Mctp的時鐘調整裝置的製作方法

2023-05-26 11:48:56

專利名稱：Mctp的時鐘調整裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及時鐘調整技術，特別是涉及Multi-Channel Transmission Platform(多通道傳輸平臺)的時鐘調整裝置。
背景技術：
時鐘調整技術是通訊網絡中一種較常用的技術，而時鐘同步是時鐘調整技術中的一種較常用的技術。時鐘同步也叫「對鍾」，時鐘同步可以把分布在各節點的時鐘對準(即同步起來)。 時鐘同步最直觀的方法就是搬鍾，一個具體的例子使用一個標準時鐘(即基準時鐘)作搬鍾，使各節點的時鐘均與標準時鐘對準；另一個具體的例子使搬鍾首先與系統的標準時鐘對準，然後，使系統中的其他時針與搬鍾比對，從而使系統中的其他時鐘與系統中統一的標準時鐘同步。發明人在實現本實用新型過程中發現在基於標準時鐘的時鐘同步實現過程中， 每個節點通過利用鎖相技術來使本節點的時鐘與上一節點的時鐘保持一致，這樣，整個系統中的各節點的時鐘可以與基準時鐘保持一致。然而，如果網絡中的基準時鐘出現故障，則可能會引起整個網絡的癱瘓。另外，由於各節點的時鐘並不能與上一節點的時鐘完全相同而存在一定的偏差，因此，網絡中存在時鐘頻率偏差積累現象，由此使得網絡中的節點數量會受到限制。有鑑於上述現有的時鐘同步技術存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的MCTP的時鐘調整裝置，能夠克服現有的時鐘同步技術存在的問題，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本實用新型。

實用新型內容本實用新型的目的在於，克服現有的時鐘同步技術存在的缺陷，而提供一新型結構的MCTP的時鐘調整裝置，所要解決的技術問題是，避免發生基準時鐘故障引起的整個網絡癱瘓的現象，並且避免發生網絡中的節點數量受到時鐘同步過程中的時鐘頻率偏差積累的限制的現象，非常適於實用。本實用新型的目的以及解決其技術問題可以採用以下的技術方案來實現。依據本實用新型提出的一種MCTP的時鐘調整裝置，包括線路時鐘獲取模塊，接收網絡中的上遊MCTP節點發送來的數據幀，並輸出從所述數據幀中獲取的線路時鐘；先進先出緩存器；讀寫模塊，與所述線路時鐘獲取模塊和所述先進先出緩存器連接，所述讀寫模塊利用所述線路時鐘向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據，並利用本地時鐘從所述先進先出緩存器中讀取數據；時鐘頻率差模塊，與所述讀寫模塊連接，輸出基於所述先進先出緩存器的寫入數據的速度和讀取數據的速度計算出的所述線路時鐘和所述本地時鐘的時鐘頻率差；無效數據長度模塊，與所述時鐘頻率差模塊連接，輸出基於所述時鐘頻率差確定出的所述數據幀應增加/刪除的無效數據的長度；數據幀設置模塊，與所述無效數據長度模塊連接，輸出基於所述增加/刪除的無效數據的長度而設置的本地發送數據幀。較佳的，前述的MCTP的時鐘調整裝置，其中所述讀寫模塊包括寫子模塊，與所述線路時鐘獲取模塊和先進先出緩存器連接，所述寫子模塊利用所述線路時鐘向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據；讀子模塊，與所述先進先出緩存器連接，所述讀子模塊在所述先進先出緩存器中包含有預定字節的數據時，利用本地時鐘從所述先進先出緩存器中讀取數據。較佳的，前述的MCTP的時鐘調整裝置，其中所述讀寫模塊還包括插入子模塊，與所述先進先出緩存器連接，在寫子模塊向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據的過程中，在所述先進先出緩存器被所述讀子模塊讀空時，向所述先進先出緩存器中插入無效數據，直到所述先進先出緩存器中包含有預定字節的數據。藉由上述技術方案，本實用新型的MCTP的時鐘調整裝置至少具有下列優點及有益效果本實用新型通過根據FIFO的寫速度和讀速度計算出線路時鐘與本地時鐘之間的時鐘頻率差，並根據該時鐘頻率差設置本地發送數據幀中所包括的無效數據，使網絡中的 MCTP節點可以根據其本地時鐘在其單位時間內將上遊MCTP節點在其單位時間內發送來的數據幀發送出去；由此本實用新型的網絡中的時鐘形成一種分布式時鐘的結構，不但避免了 MCTP節點需要以基準時鐘進行時鐘同步的過程，還避免了各節點為進行時鐘同步而產生的時鐘誤差累積所導致的網絡中節點數量受限的問題，從而本實用新型可有效提高網絡的健壯性，並提高網絡的可擴充性，非常適於實用。綜上所述，本實用新型在實現技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

圖1為本實用新型的MCTP的時鐘調整裝置示意圖；圖2為本實用新型的MCTP的時鐘調整裝置的時鐘調整過程示意圖；圖3為本實用新型的數據幀示意圖；圖4為本實用新型的MCTP的時鐘調整裝置的結構原理圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的MCTP的時鐘調整裝置其具體實施方式
、結構、特徵、步驟及功效，詳細說明如後。圖1為MCTP的時鐘調整裝置示意圖。該裝置設置在MCTP節點中。圖1示出的裝置包括線路時鐘獲取模塊1、先進先出緩存器2、讀寫模塊3、時鐘頻率差模塊4、無效數據長度模塊5、數據幀設置模塊6。[0021]線路時鐘獲取模塊1主要用於從網絡(如千兆以太環網)中的上遊MCTP節點發送來的數據幀中獲取線路時鐘。線路時鐘獲取模塊1在本地MCTP節點接收到上遊MCTP節點發送來的數據幀後可以採用現有的時鐘提取方法從該數據幀中恢復出線路時鐘(線路時鐘即上遊MCTP節點的本地時鐘)，本實用新型不限制線路時鐘獲取模塊1獲取線路時鐘的具體實現方式。本地MCTP節點接收到的上遊MCTP節點發送來的數據幀包含有效數據和無效數據。其中的有效數據的長度可以根據網絡允許MCTP節點的本地時鐘的時鐘精度來設定。網絡允許MCTP節點的本地時鐘的時鐘精度即網絡所允許的MCTP節點的本地時鐘與預設時鐘之間的時鐘頻率偏差最大值。從而只要保證網絡中的各MCTP節點的本地時鐘具有一定的精度，則數據幀中的有效數據就可以在網絡中得到正確的傳輸。本實用新型中的先進先出緩存器2為異步FIFO。讀寫模塊3主要用於利用線路時鐘向先進先出緩存器2中寫入數據幀中的數據， 並利用本地時鐘從先進先出緩存器2中讀取數據。具體的，讀寫模塊3可以利用線路時鐘獲取模塊1恢復出的線路時鐘向FIFO中寫入其接收到的數據幀中的有效數據，當然，向FIFO中寫入其接收到的數據幀中的有效數據和無效數據也是可行的。為避免無效的讀操作，讀寫模塊3可以在利用其恢復出的線路時鐘向FIFO中寫入預定字節的數據後，再利用本地時鐘從FIFO中讀取數據。這裡的本地時鐘即讀寫模塊3所在MCTP節點的本地時鐘。上述預定字節可以根據網絡所允許的各MCTP節點的本地時鐘的時鐘頻率的精度來設定，一個具體的例子在網絡所允許的各MCTP節點的本地時鐘的時鐘頻率的精度在 125M士50ppm範圍內的情況下，幀長為1920位元組則增加/刪除的無效數據為1位元組即可，實際可以將無效數據預定字節設置為12個字節。由於讀寫模塊3是利用線路時鐘向先進先出緩存器2中寫入有效數據，並利用本地時鐘從先進先出緩存器2中讀取有效數據，當先進先出緩存器2中寫入6位元組有效數據後開始讀取，當讀寫模塊3讀完本幀有效數據後插入無效數據直到下一幀在先進先出緩存器2中寫入6位元組有效數據，而線路時鐘和MCTP節點的本地時鐘並不相同，因此，如果先進先出緩存器2的讀出速度大於先進先出緩存器2的寫入速度的情況下，讀寫模塊3插入的無效數據多，反之如果先進先出緩存器2的讀出速度小於先進先出緩存器2的寫入速度的情況下，讀寫模塊3插入的無效數據就少。時鐘頻率差模塊4主要用於根據先進先出緩存器2的寫入數據的速度和讀取數據的速度計算線路時鐘和本地時鐘的時鐘頻率差。具體的，時鐘頻率差模塊4可以根據FIFO的寫入數據的情況獲得FIFO的寫入數據的速度，且時鐘頻率差模塊4可以根據FIFO的讀出數據的情況獲得FIFO的讀出數據的速度，由此，時鐘頻率差模塊4可以在基於FIFO的寫入數據的速度和讀出數據的速度的基礎上，採用現有的某種計算方式計算出線路時鐘和本地時鐘的時鐘頻率差。無效數據長度模塊5主要用於根據時鐘頻率差確定數據幀應增加/刪除的無效數據的長度。具體的，無效數據長度模塊5可以根據時鐘頻率差確定是應該在接收到的數據幀的基礎上增加相應數量的無效數據還是減少相應數量的無效數據，以保證上遊MCTP節點在其單位時間內發出的數據幀在本地MCTP節點處經過增加/刪除無效數據處理之後，同樣能夠被本地MCTP節點在其單位時間內發送出去，從而使本地MCTP節點與上遊MCTP節點時鐘同步。數據幀設置模塊6主要用於根據增加/刪除的無效數據的長度設置本地發送數據幀。上述讀寫模塊3可以具體包括寫子模塊31、讀子模塊32和插入子模塊33。寫子模塊31主要用於利用線路時鐘向先進先出緩存器中寫入數據幀中的數據。讀子模塊32主要用於在判斷出先進先出緩存器中包含有預定字節的數據後，利用本地時鐘從所述先進先出緩存器中讀取數據。插入子模塊33主要用於在寫子模塊31向先進先出緩存器2中寫入數據幀中的數據的過程中，在先進先出緩存器2被讀子模塊讀空時，向先進先出緩存器2中插入無效數據，直到先進先出緩存器2中包含有預定字節的數據。
以下結合附圖2至附圖3對MCTP的時鐘調整裝置進行說明。在千兆以太環網中，在數據位寬為Sbit的情況下，如果站點A(即MCTPfAA)的本地時鐘為125M，則站點A在其單位時間內可以發出125X IO6X8 = 1000, 000, OOObit的數據；如果站點B (即MCTP節點B)的本地時鐘為125M+10ppm，則站點B在其單位時間內可以發出 125X IO6X (1+10X 1(Γ6) X8 = 1000，010，OOObit 的數據；如果站點 C(即 MCTP節點 C) 的本地時鐘為125M-20ppm，則站點C在其單位時間內可以發出125 X IO6X (1-20 X IO"6) X 8 =999, 980, OOObit 的數據。在上述應用場景下，1000，000，OOObit的數據從站點A發出去之後，分別經過站點B和站點C再回到站點A時，會丟失一部分數據。為避免有效數據的丟失，站點A可以在其單位時間內發出的數據中攜帶一部分無效數據。在網絡允許的時鐘頻率的精度為125M士50ppm範圍內的時鐘調整的一個具體的例子為站點A在單位時間內發出的 1000，000，OOObit的數據中包含有999，900，OOObit的有效數據和100，OOObit的無效數據，這樣，站點B接收到站點A發送來的數據後，由於站點B的本地時鐘比接收時鐘(即線路時鐘)頻率快，因此，站點B在單位時間內發出的數據為999，900, OOObit的有效數據和110，OOObit的無效數據；站點C接收到站點B發送來的數據後，由於站點C的本地時鐘比接收時鐘頻率慢，因此，站點C在單位時間內發出的數據為999，900, OOObit的有效數據和80，OOObit的無效數據；由此，站點A接收到的數據為999，900，OOObit的有效數據和 80, OOObit的無效數據。由上述具體的例子可知不論站點A發出的數據經過多少站點，只要各站點的本地時鐘精度保證在125M士50ppm範圍內，則各站點在其各自的單位時間內所發送出去的有效數據不會發生變化，從而保證了有效數據的正確傳輸。圖2的MCTP的時鐘調整裝置的時鐘調整過程示意圖示出了站點η中的MCTP的時鐘調整裝置對其在單位時間接收到的數據的上行和下行兩個處理過程。首先，站點η中的線路時鐘獲取模塊1從站點η-1發送來的數據幀(包含預定長度的有效數據和IGPn-I個無效數據)中提取線路時鐘η-1 ；之後，站點η中的讀寫模塊3利用該線路時鐘η-1將站點 η-1在單位時間內發送來的數據幀中的有效數寫入其FIFO中，該FIFO為異步FIFO ；站點η 中的讀寫模塊3利用其本地時鐘從FIFO中讀取數據，站點η將被讀取出的數據進行下行時隙控制處理(包括時鐘頻率差模塊4無效數據長度模塊5的處理過程)後發送至下行數據總線，從而被讀取出的數據在站點η內部傳輸。站點η對上行數據總線中的數據進行上行時隙控制處理(包括數據幀設置模塊6的處理過程)，之後，站點η緩存上行時隙控制處理產生的數據幀以向下遊繼續發送該數據幀，緩存的數據幀中包含有預定長度的有效數據和 IGPn (無效數據)個無效數據，該數據幀的線路時鐘η為站點η的本地時鐘。上述IGPn和 IGPn-I可以不相同(圖2示出的IGPn-I > IGPn,即站點η_1的本地時鐘的時鐘頻率高於站點η的本地時鐘的時鐘頻率)，由此，站點η-1發送的數據幀的幀長與站點η發送的數據幀的幀長不相同，且站點η-1發送的數據幀中的每個bit所承載的帶寬與站點η發送的數據幀中的每個bit所承載的帶寬相等，進而實現了站點η與站點η-1的時鐘同步。圖3是本實用新型中的某個站點發出的數據幀示意圖。圖中示出的數據幀的幀長為15360bit、有效數據為15256比特、無效數據為104bit。圖6為本實用新型MCTP的時鐘調整裝置的結構原理圖，圖中光纖收發一體化模塊採用0CM3821器件實現，千兆以太環網出入口端採用BCM5464晶片實現，利用FPGA晶片 EP2S3QF4184和125MHz晶振實現了 MCTP時鐘調整裝置所需要實現的功能。以上所述僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容， 依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種MCTP的時鐘調整裝置，其特徵在於，包括線路時鐘獲取模塊，接收網絡中的上遊MCTP節點發送來的數據幀，並輸出從所述數據幀中獲取的線路時鐘；先進先出緩存器；讀寫模塊，與所述線路時鐘獲取模塊和所述先進先出緩存器連接，所述讀寫模塊利用所述線路時鐘向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據，並利用本地時鐘從所述先進先出緩存器中讀取數據；時鐘頻率差模塊，與所述讀寫模塊連接，輸出基於所述先進先出緩存器的寫入數據的速度和讀取數據的速度計算出的所述線路時鐘和所述本地時鐘的時鐘頻率差；無效數據長度模塊，與所述時鐘頻率差模塊連接，輸出基於所述時鐘頻率差確定出的所述數據幀應增加/刪除的無效數據的長度；數據幀設置模塊，與所述無效數據長度模塊連接，輸出基於所述增加/刪除的無效數據的長度而設置的本地發送數據幀。
2.如權利要求1所述的MCTP的時鐘調整裝置，其特徵在於，所述讀寫模塊包括寫子模塊，與所述線路時鐘獲取模塊和先進先出緩存器連接，所述寫子模塊利用所述線路時鐘向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據；讀子模塊，與所述先進先出緩存器連接，所述讀子模塊在所述先進先出緩存器中包含有預定字節的數據時，利用本地時鐘從所述先進先出緩存器中讀取數據。
3.如權利要求2所述的MCTP的時鐘調整裝置，其特徵在於，所述讀寫模塊還包括插入子模塊，與所述先進先出緩存器連接，在寫子模塊向先進先出緩存器中寫入所述數據幀中的數據的過程中，在所述先進先出緩存器被所述讀子模塊讀空時，向所述先進先出緩存器中插入無效數據，直到所述先進先出緩存器中包含有預定字節的數據。
專利摘要本實用新型是有關於一種MCTP的時鐘調整裝置，該裝置包括線路時鐘獲取模塊、先進先出緩存器、讀寫模塊、時鐘頻率差模塊、無效數據長度模塊和數據幀設置模塊。線路時鐘獲取模塊獲取線路時鐘；讀寫模塊利用線路時鐘向FIFO中寫入數據幀中的數據，並利用本地時鐘從FIFO中讀取數據；時鐘頻率差模塊計算線路時鐘和本地時鐘的時鐘頻率差；無效數據長度模塊確定數據幀應增加/刪除的無效數據的長度；數據幀設置模塊設置本地發送數據幀。本實用新型提供的技術方案可避免MCTP節點需要以基準時鐘進行時鐘同步的過程，並且可避免各節點為進行時鐘同步而產生的時鐘誤差累積所導致的網絡中節點數量受限的問題，非常適用實用。
文檔編號H04J3/06GK202135138SQ201120226130
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者張三成, 武越, 範亞偉 申請人:北京陽光金力科技發展有限公司