專利名稱：互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置及方法，更確切地說，涉及一種分布式互聯(lián) 網(wǎng)精確時鐘同步的裝置及方法。
背景技術：
當前，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展一日千里的情況下，互聯(lián)網(wǎng)承載了越來越多的應用，其已普遍 應用于工業(yè)、商業(yè)、生活、學習、政府辦公等大大小小各個領域。由于互聯(lián)網(wǎng)絡是采用IP打 包的方法彼此相互聯(lián)系，而每一個包的傳輸路徑都可能不同，因而IP的時延長短可能不相 同，因此互聯(lián)網(wǎng)對于用戶間的時間同步要求十分寬松，從而使得對互聯(lián)網(wǎng)絡的建設相對廉
宜、簡易。由于互聯(lián)網(wǎng)對于時間同步要求較低，因而現(xiàn)有需要以精確同步鏈路為基礎的傳統(tǒng) 電話系統(tǒng)網(wǎng)絡以及手機系統(tǒng)網(wǎng)絡無法直接建在互聯(lián)網(wǎng)上，而需要額外建網(wǎng)，造成資源浪費。連接在互聯(lián)網(wǎng)上的各個設備，時鐘都具有一定的誤差。普遍的誤差范圍在十萬分 之一，即每30小時誤差1秒。傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)、手機系統(tǒng)在誤差累計超過千分之一秒時系 統(tǒng)就需要做出調(diào)整，如果將所述電話系統(tǒng)或手機系統(tǒng)建在互聯(lián)網(wǎng)上，由于互聯(lián)網(wǎng)設備間存 在的始終誤差，將導致所述電話系統(tǒng)或手機系統(tǒng)每一分多鐘就要調(diào)整一次，從而無法正常 工作。圖1為本發(fā)明分布式互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡多層連接示意圖，當在數(shù)量較多的設備間需要時 鐘同步時，要通過多層主從鎖相的方法產(chǎn)生同步。由于互聯(lián)網(wǎng)的設備間傳送時延不穩(wěn)定，時 快時慢，使得多個連接在互聯(lián)網(wǎng)上的設備間，不能夠確保穩(wěn)定的同步時鐘。傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)、手機系統(tǒng)必須把時鐘同步的精確性，提高到可以達到千萬分之 一的準確性，即每4個月誤差1秒，換言之每2小時內(nèi)累積誤差不會超過千萬分之一秒，短 期內(nèi)系統(tǒng)無需要調(diào)整。如何把這千萬分之一秒要求的精確系統(tǒng)建在時延不穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)的 設備間，從而使所有網(wǎng)內(nèi)設備的時鐘的時間達到同步，是當前需要重點解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題在考慮到現(xiàn)有技術存在上述問題的情況下，設計了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提 供一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置及方法，特別是提供一種分布式互聯(lián)網(wǎng)精確時鐘同步的裝置及 方法，使得對時鐘同步有精確要求的應用能夠建立在日益普及的互聯(lián)網(wǎng)上。技術方案為實現(xiàn)上述目的，提供一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同 步裝置包括間隔累計平均模塊(1)、間隔比較模塊(2)、電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)、以及時 鐘反饋模塊(4)；所述間隔累計平均模塊(1)，在所述時鐘同步裝置所處設備每次接收IP包 的時候，計算本次接收IP包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔，并將之前多次 和本次計算的間隔進行累加求和，然后根據(jù)求得的和以及累加間隔的數(shù)量得到間隔平均值(TA)；所述間隔比較模塊(2)，比較所述間隔累計平均模塊(1)的輸出和所述時鐘反饋模塊 ⑷的輸出，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應的電壓(CNTL)；所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)根據(jù) 所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)產(chǎn)生相應的輸出時鐘(F0)，從而將所述電壓控 制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘鎖定在與所述間隔平均值(TA)相對應的時鐘上；所述時鐘 反饋模塊(4)反饋所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘(FO)，以用于下一次接收IP 包時與所述間隔累計平均模塊(1)的輸出進行比較；其中在本次接收IP包時，通過所述間 隔比較模塊(2)與所述間隔累計平均模塊(1)的輸出進行比較的所述時鐘反饋模塊(4)的 輸出的是，上一次接收IP包時，所述時鐘反饋模塊(4)反饋所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3) 的輸出而得到的輸出值。優(yōu)選的，所述間隔累計平均模塊⑴輸出所述間隔平均值(TA)，并且所述時鐘反 饋模塊⑷輸出與電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊⑶的輸出時鐘(FO)相對應的反饋時間(FT), 如果所述間隔平均值(TA)大于所述反饋時間(FT)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓 (CNTL)降低一個級別，如果所述間隔平均值(TA)小于所述反饋時間(FT)，所述間隔比較 模塊(2)輸出的電壓(CNTL)升高一個級別，如果所述間隔平均值(TA)等于所述反饋時間 (FT)，所述間隔比較模塊(2)輸出的電壓(CNTL)大小不變。優(yōu)選的，所述間隔累計平均模塊(1)輸出與所述間隔平均值(TA)對應的平均參 考時鐘(FTA)，并且所述時鐘反饋模塊(4)直接輸出電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時 鐘(FO)，如果所述平均參考時鐘(FTA)大于所述時鐘(FO)，所述間隔比較模塊⑵輸出的 電壓(CNTL)升高一個級別，如果所述平均參考時鐘(FTA)小于所述時鐘(FO)，所述間隔比 較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)降低一個級別，如果所述平均參考時鐘(FTA)等于所述時鐘 (FO)，所述間隔比較模塊(2)輸出的電壓(CNTL)大小不變。優(yōu)選的，所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)輸出時鐘(FO)的級別與所述間隔比較模 塊⑵輸出電壓(CNTL)的級別相對應。優(yōu)選的，所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)輸出時鐘(FO)與所述間隔比較模塊(2) 輸出電壓(CNTL)均具有4096個級別。優(yōu)選的，所述間隔比較模塊(2)輸出電壓(CNTL)的級別越大，那么所述電壓控制 時鐘產(chǎn)生模塊(3)輸出時鐘(FO)的級別越大。優(yōu)選的，所述累計平均模塊(1)具有累計平均器(AVG)，所述累計平均器(AVG)具 有累加器緩沖區(qū)，所述累加器緩沖區(qū)可以對一千至一百萬個接收IP包的時間間隔進行累 加。優(yōu)選的，所述時鐘反饋模塊⑷輸出所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘 (FO)的倒數(shù)。優(yōu)選的，所述平均參考時鐘(FTA)是所述間隔平均值(TA)的倒數(shù)。優(yōu)選的，使用專用集成電路(ASIC)設計所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，所述專用集成
電路(ASIC)具有12位的D/A轉(zhuǎn)換器，從而控制具有4096個級別的電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊 ⑶。優(yōu)選的，所述專用集成電路(ASIC)還包含顯示部件，所述專用集成電路(ASIC)的 中央處理器控制所述顯示部件顯示所述間隔平均值(TA)與所述反饋時間(FT)的不同，從 而獲知所述輸出時鐘(FO)何時鎖定在與所述間隔平均時間(TA)對應的平均參考時鐘上。
優(yōu)選的，所述專用集成電路(ASIC)還包含顯示部件，所述專用集成電路(ASIC)的 中央處理器控制所述顯示部件顯示所述平均參考時鐘(FTA)與所述輸出時鐘(FO)的不同， 從而獲知所述輸出時鐘(FO)何時鎖定在與所述間隔平均時間(TA)對應的所述平均參考時 鐘(FTA)上。此外，提供一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法，所述方法包括以下步驟，計算本次接收IP 包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔；將本次所獲得的時間間隔與之前多次累 計的時間間隔進行進一步的累加，并根據(jù)累加的時間間隔的數(shù)量和累加得到的總和計算累 加結(jié)果的平均值，獲得第一間隔平均值(TA)；比較所述第一間隔平均值(TA)與上一次接收 IP包時產(chǎn)生的第一反饋時間，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控制電壓(CNTL)的級別；根據(jù) 調(diào)整后的控制電壓(CNTL)的級別，產(chǎn)生輸出時鐘(FO)；反饋與所述輸出時鐘(FO)對應的 第二反饋時間，以用于下一次接收IP包時與下一次獲得的第二間隔平均值進行比較；重復 執(zhí)行上述步驟。優(yōu)選的，在所述比較所述第一間隔平均值(TA)與上一次接收IP包時產(chǎn)生的第一 反饋時間，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控制電壓(CNTL)的步驟中，如果所述第一間隔平 均值(TA)大于所述第一反饋時間，所述控制電壓(CNTL)降低一個級別，如果所述第一間隔 平均值(TA)小于所述第一反饋時間，所述控制電壓(CNTL)升高一個級別，如果所述第一間 隔平均值(TA)等于所述第一反饋時間(FT)，所述控制電壓(CNTL)大小不變。優(yōu)選的，所述控制電壓(CNTL)與所述輸出時鐘(FO)的級別相對應，并且所述控制 電壓(CNTL)的級別越大，所述輸出時鐘(FO)的級別越大。優(yōu)選的，所述輸出時鐘(FO)與所述控制電壓(CNTL)均具有4096個級別。此外，還提供一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法，其特征在于所述方法包括以下步驟，計 算本次接收IP包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔；將本次所獲得的時間間隔 與之前多次累計的時間間隔進行進一步的累加，并根據(jù)累加的時間間隔的數(shù)量和累加得到 的總和計算累加結(jié)果的平均值，獲得第一間隔平均值(TA)，并輸出與所述第一間隔平均值 (TA)對應的第一平均參考時鐘(FTA)；比較第一所述平均參考時鐘(FTA)與上一次接收IP 包時產(chǎn)生的第一反饋時鐘，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控制電壓(CNTL)；根據(jù)調(diào)整后的 控制電壓(CNTL)，輸出時鐘(FO)；反饋所述輸出時鐘(FO)獲得與所述輸出時鐘(FO)相等 的第二反饋時鐘，以用于下一次接收IP包時與下一次獲得的第二平均參考時鐘進行比較； 重復執(zhí)行上述步驟。優(yōu)選的，在所述比較所述第一平均參考時鐘(FTA)與上一次接收IP包時產(chǎn)生的第 一反饋時鐘，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控制電壓(CNTL)的步驟中，如果所述第一平均 參考時鐘(FTA)大于所述第一反饋時鐘，所述控制電壓(CNTL)升高一個級別，如果所述第 一平均參考時鐘(FTA)小于所述第一反饋時鐘，所述控制電壓(CNTL)降低一個級別，如果 所述第一平均參考時鐘(FTA)等于所述第一反饋時鐘，所述控制電壓(CNTL)大小不變。技術效果本發(fā)明通過提供所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置及方法，可以在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)上架構需要 以精確同步鏈路為基礎的系統(tǒng)，比如電話系統(tǒng)及手機系統(tǒng)，這樣使得原本需要專門額外建 網(wǎng)的系統(tǒng)掛靠在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)平臺上，從而更加快速便宜，同時，在施工方面采用已有的互聯(lián) 網(wǎng)網(wǎng)絡，這樣不對環(huán)境造成破壞和干擾。
由于本發(fā)明所涉及的電子寄存器、IP包接收器、比較器、電壓產(chǎn)生器等均可采用電 子專用集成電路(ASIC)技術生產(chǎn)，從而使得性能穩(wěn)定、生產(chǎn)廉宜。本發(fā)明可以通過簡單地增加寄存器的寄存量來提高同步精確性，從而將IP包傳 送時延的不穩(wěn)定性干擾大大降低，使得系統(tǒng)時鐘的精確度能夠達到鋪設無線手機網(wǎng)絡的要 求。


從對說明本發(fā)明的主旨及其使用的優(yōu)選實施例和附圖的以下描述來看，本發(fā)明的 以上和其它目的、特點和優(yōu)點將是顯而易見的，在附圖中圖1為本發(fā)明分布式互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡多層連接示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法流程示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法流程示意圖。
具體實施例方式以下，將結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例方式進行詳細描述。在本發(fā)明中，技術術語“時鐘”實質(zhì)指的是頻率，其單位為赫茲。圖1為本發(fā)明分布式互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡多層連接示意圖，圖2為本發(fā)明互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步 裝置示意圖。如圖1所示，為了使掛靠在互聯(lián)網(wǎng)平臺上的各設備之間保持同步，可選取網(wǎng)絡上 某一核心設備的時鐘作為參考時鐘，從而使得所述核心設備所處系統(tǒng)內(nèi)的設備可以自動追 蹤所述參考時鐘。所述核心設備將為其所在系統(tǒng)內(nèi)的所有設備傳送同步IP包，而所述系統(tǒng) 內(nèi)的設備可轉(zhuǎn)發(fā)所述同步IP包，從而形成一個非常大的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)內(nèi)的每一個設備會 在預定時間收到一個同步IP包，再經(jīng)歷該預定時間之后，所述收到同步IP包的設備朝下一 層傳送其收到的同步IP包。所述預定時間可以根據(jù)需要實際設定，例如，所述預定時間為 1秒。[第一實施例]首先，結(jié)合圖2及圖3對本發(fā)明第一實施例進行描述。為了抑制互聯(lián)網(wǎng)設備間傳送時延的不穩(wěn)定性，從而精確連接在互聯(lián)網(wǎng)上的設備間 的時鐘同步，互聯(lián)網(wǎng)上的每一個設備都具有如圖2所示的時鐘同步裝置。所述時鐘同步裝置包括間隔累計平均模塊1、間隔比較模塊2、電壓控制時鐘產(chǎn)生 模塊3、以及時鐘反饋模塊4。所述間隔累計平均模塊1包括累計平均器AVG，所述間隔累 計平均模塊在設備每次接收到IP包的時候記錄本次接收IP包的時間，并計算本次接收IP 包的時間與上一次接收IP包的時間的間隔，并把所述間隔傳送給所述累計平均器AVG，所 述累計平均器AVG具有一個累加器緩沖區(qū)，該累加器緩沖區(qū)具有足夠大的容量，從而針對 互聯(lián)網(wǎng)IP包傳送時延的抖動為系統(tǒng)提供更好的穩(wěn)定性。所述累計平均器AVG在累加緩沖 區(qū)中可對大量時間間隔進行累加，所述時間間隔可以是一千至一百萬個，然后計算得到累 加時間的間隔平均值TA，所述間隔累計平均模塊1在設備每次接收到IP包時，計算得到一個間隔平均值TA，并將所述間隔平均值TA輸出給間隔比較模塊2，所述間隔比較模塊2相 應進行一次調(diào)整。所述間隔比較模塊2具有間隔比較器CMP，所述間隔比較器CMP比較由 所述間隔累計平均模塊1輸出的間隔平均值TA和由時鐘反饋模塊4反饋給所述間隔比較 器CMP的時間FT，并根據(jù)比較結(jié)果輸出電壓CNTL，具體的，如果TA > FT, CNTL降低一個級 別，如果TA < FT，CNTL升高一個級別，如果TA = FT，CNTL不變，在本發(fā)明中，所述CNTL共 有4096個級別可供調(diào)整。在每次對CNTL進行調(diào)整之后，所述間隔比較模塊2將電壓CNTL 輸出給所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3，所述電壓控制時鐘模塊將根據(jù)輸入的電壓CNTL產(chǎn)生 輸出時鐘F0。所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3具有電壓控制時鐘產(chǎn)生器VC0，所述電壓控制 時鐘產(chǎn)生器VCO是一個精度可達正負十萬分之一的電壓控制時鐘振蕩器，電壓CNTL輸送給 所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VC0，所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VCO根據(jù)輸入的電壓CNTL產(chǎn)生相 應的輸出時鐘F0，與所述電壓CNTL相對應的，所述輸出時鐘FO共有4096個級別可供調(diào)整， 并具有正負十萬分之一秒的精度。所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VCO輸出時鐘FO的級別與所 述電壓CNTL的級別相對應，具體的，輸入的電壓CNTL的級別越高，相應輸出的所述輸出時 鐘FO級別越大，輸入的CNTL的級別越低，相應輸出的所述輸出時鐘FO級別越小。在所述 電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3每次輸出所述輸出時鐘FO后，時鐘反饋模塊4根據(jù)所述輸出時鐘 FO得到相應的反饋時間FT (F0的倒數(shù))，并將所述反饋時間FT反饋給所述間隔比較模塊2。以下，將結(jié)合圖3，對本發(fā)明第一實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法進行詳細描述。圖3為本發(fā)明互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法流程示意圖。如圖3所示，掛靠在互聯(lián)網(wǎng)上的設備在每次接收到IP包后，首先計算本次接收IP 包與上一次接收IP包的時間間隔；然后將本次所獲得的時間與之前多次累計的時間間隔 進行進一步的累加，并獲得間隔平均值TA ；比較所述間隔平均值TA與反饋時間FT的值；根 據(jù)S3步驟的比較結(jié)果，調(diào)整控制電壓CNTL ；根據(jù)所述控制電壓CNTL，產(chǎn)生相應的輸出時鐘 F0,在該步驟中，所述控制電壓CNTL與所述輸出時鐘FO的級別相對應，并且CNTL越大，所 述輸出時鐘FO越大；根據(jù)所述輸出時鐘FO產(chǎn)生反饋時間FT (F0的倒數(shù))，以用于下一次接 收IP包時，與下一次獲得的間隔平均值TA進行比較。將在S5步驟中產(chǎn)生的輸出時鐘作為 設備進行相應工作的頻率。通過上述操作，所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置的輸出時鐘將會被鎖定在平均參考時鐘 (TA的倒數(shù))上，從而抑制了互聯(lián)網(wǎng)設備間傳送時延的不穩(wěn)定性，使得輸出時鐘更加穩(wěn)定， 從而可精確互聯(lián)網(wǎng)設備間的時鐘同步。所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VCO初始操作之前，所述電壓CNTL的值為0。對于本發(fā)明所涉及互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，優(yōu)選采用專用集成電路(ASIC)進行設 計，所述專用集成電路(ASIC)具有可提供復雜計算和控制的CPU芯片。所述CPU芯片可以 選擇具有IOM赫茲頻率的8051芯片。所述專用集成電路(ASIC)必須具有12位D/A轉(zhuǎn)換器，從而能夠控制具有4096級 別(-2047至+2048)的電壓控制時鐘產(chǎn)生器VC0。所述專用集成電路(ASIC)還必須具有至 少兩個具有分辨率為十萬分之一秒的定時器。所述專用集成電路(ASIC)能夠通過網(wǎng)絡接 口接收IP包，從而同其他很多設備一起形成網(wǎng)絡。在系統(tǒng)接收到IP包的時候，所述IP包的輸入會觸發(fā)所述專用集成電路(ASIC)的 中央處理器，所述中央處理器控制定時器記錄IP包輸入的時間，并計算其與上一次IP包輸入的時間的間隔，所述間隔并傳輸給累計平均器以計算間隔平均值TA。所述專用集成電路(ASIC)可包含顯示部件，在系統(tǒng)運作過程中，所述專用集成電 路(ASIC)的中央處理器可控制顯示間隔平均值TA與輸出時鐘FO的反饋時間FT的不同， 以便了解輸出時鐘FO何時鎖定在平均參考時鐘(TA的倒數(shù))上。[第二實施例]接下來，結(jié)合圖4及圖5對本發(fā)明第二實施例進行描述。圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置示意圖，圖5為根據(jù)本發(fā)明 第二實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法流程示意圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置的間隔累計平均模塊 1在獲得相應間隔平均值TA之后，將所述間隔平均值TA轉(zhuǎn)換為相應的平均參考時鐘FTA， 并將所述平均參考時鐘FTA輸出給間隔比較模塊2，所述間隔比較模塊2相應進行一次調(diào) 整。所述間隔比較模塊2具有間隔比較器CMP，所述間隔比較器CMP比較由所述間隔累計 平均模塊1輸出的平均參考時鐘FTA和由時鐘反饋模塊4反饋給所述間隔比較器CMP的時 鐘F0，并根據(jù)比較結(jié)果輸出電壓CNTL，具體的，如果FTA > FT, CNTL升高一個級別，如果FTA < FT，CNTL降低一個級別，如果FTA = FTjCNTL不變，在本發(fā)明另一實施例中，所述CNTL同 樣共有4096個級別可供調(diào)整。在每次對CNTL進行調(diào)整之后，所述間隔比較模塊2將電壓 CNTL輸出給所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3，所述電壓控制時鐘模塊將根據(jù)輸入的電壓CNTL 產(chǎn)生輸出時鐘。所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3具有電壓控制時鐘產(chǎn)生器VC0，所述電壓控 制時鐘產(chǎn)生器VCO是一個精度可達正負十萬分之一的電壓控制時鐘振蕩器，電壓CNTL輸送 給所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VC0，所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VCO根據(jù)輸入的電壓CNTL產(chǎn)生 相應的輸出時鐘F0，與所述電壓CNTL相對應的，所述輸出時鐘FO共有4096個級別可供調(diào) 整，并具有正負十萬分之一秒的精度。所述電壓控制時鐘產(chǎn)生器VCO的輸出時鐘FO級別與 所述電壓CNTL的級別相對應，具體的，輸入的電壓CNTL的級別越高，相應輸出的所述輸出 時鐘FO級別越大，輸入的CNTL的級別越低，相應輸出的所述輸出時鐘FO級別越小。在所 述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊3每次輸出所述輸出時鐘FO后，時鐘反饋模塊4所述輸出時鐘FO 直接反饋給所述間隔比較模塊2。相應地，本發(fā)明第二實施例的工作流程如圖5所示，掛靠在互聯(lián)網(wǎng)上的設備在每 次接收到IP包后，首先計算本次接收IP包與上一次接收IP包的時間間隔；然后將本次所 獲得的時間與之前多次累計的時間間隔進行進一步的累加，獲得間隔平均值TA，并將所述 間隔平均值TA轉(zhuǎn)換為相應的平均參考時鐘FTA ；比較所述平均參考時鐘FTA與反饋時鐘 的值；根據(jù)上述比較的結(jié)果，輸出電壓CNTL ；根據(jù)所述輸出電壓CNTL，產(chǎn)生相應的輸出時鐘 FO ；根據(jù)所述輸出時鐘F0，并將所述輸出時鐘FO作為反饋時鐘與下一次獲得的平均參考時 鐘FTA做比較。除上述描述之外，第二實施例與第一實施例的組成和操作基本相同。通過本發(fā)明所提供的互聯(lián)網(wǎng)時鐘不同裝置及方法，可有效抑制互聯(lián)網(wǎng)設備間傳送 時延的不穩(wěn)定性，從而精確連接在互聯(lián)網(wǎng)上的設備間的時鐘同步，使得原本需要專門額外 建網(wǎng)的系統(tǒng)掛靠在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)平臺上，從而更加快速便宜，同時，在施工方面采用已有的互 聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡，這樣不對環(huán)境造成破壞和干擾。由于本發(fā)明所涉及的電子寄存器、IP包接收器、比較器、電壓產(chǎn)生器等均可采用電子專用集成電路(ASIC)技術生產(chǎn)，從而使得性能穩(wěn)定、生產(chǎn)廉宜。本發(fā)明可以通過簡單地 增加寄存器的寄存量來提高同步精確性，從而將IP包傳送時延的不穩(wěn)定性干擾大大降低， 使得系統(tǒng)時鐘的精確度能夠達到鋪設無線手機網(wǎng)絡的要求。 盡管已示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以設想，本領域的技術人員可在所 附權利要求的精神和范圍內(nèi)設計對本發(fā)明的各種修改。
權利要求
一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置包括間隔累計平均模塊(1)、間隔比較模塊(2)、電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)、以及時鐘反饋模塊(4)；所述間隔累計平均模塊(1)，在所述時鐘同步裝置所處設備每次接收IP包的時候，計算本次接收IP包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔，并將之前多次和本次計算的間隔進行累加求和，然后根據(jù)求得的和以及累加間隔的數(shù)量得到間隔平均值(TA)；所述間隔比較模塊(2)，比較所述間隔累計平均模塊(1)的輸出和所述時鐘反饋模塊(4)的輸出，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應的電壓(CNTL)；所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)根據(jù)所述間隔比較模塊(2)輸出的電壓(CNTL)產(chǎn)生相應的輸出時鐘(FO)，從而將所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘鎖定在與所述間隔平均值(TA)相對應的時鐘上；所述時鐘反饋模塊(4)反饋所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘(FO)，以用于下一次接收IP包時與所述間隔累計平均模塊(1)的輸出進行比較；其中在本次接收IP包時，通過所述間隔比較模塊(2)與所述間隔累計平均模塊(1)的輸出進行比較的所述時鐘反饋模塊(4)的輸出的是，上一次接收IP包時，所述時鐘反饋模塊(4)反饋所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出而得到的輸出值。
2.如權利要求1所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述間隔累計平均模塊(1) 輸出所述間隔平均值(TA)，并且所述時鐘反饋模塊(4)輸出與電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3) 的輸出時鐘(FO)相對應的反饋時間(FT)，如果所述間隔平均值(TA)大于所述反饋時間 (FT)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)降低一個級別，如果所述間隔平均值(TA) 小于所述反饋時間(FT)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)升高一個級別，如果所 述間隔平均值(TA)等于所述反饋時間(FT)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)大 小不變。
3.如權利要求1所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述間隔累計平均模塊(1) 輸出與所述間隔平均值(TA)對應的平均參考時鐘(FTA)，并且所述時鐘反饋模塊(4)直接 輸出電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出時鐘(FO)，如果所述平均參考時鐘(FTA)大于所述 時鐘(FO)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)升高一個級別，如果所述平均參考時 鐘(FTA)小于所述時鐘(FO)，所述間隔比較模塊⑵輸出的電壓(CNTL)降低一個級別，如 果所述平均參考時鐘(FTA)等于所述時鐘(FO)，所述間隔比較模塊(2)輸出的電壓(CNTL) 大小不變。
4.如權利要求2或3所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述電壓控制時鐘產(chǎn) 生模塊(3)輸出時鐘(FO)與所述間隔比較模塊(2)輸出電壓(CNTL)均具有4096個級別， 并且所述輸出時鐘(FO)的級別與所述輸出電壓(CNTL)的級別相對應。
5.如權利要求4所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述間隔比較模塊(2)輸 出電壓(CNTL)的級別越大，那么所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)輸出時鐘(FO)的級別越 大。
6.如權利要求2所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于使用專用集成電路(ASIC) 設計所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，所述專用集成電路(ASIC)具有12位的D/A轉(zhuǎn)換器，從而控 制具有4096個級別的電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)。
7.如權利要求6所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置，其特征在于所述專用集成電路(ASIC) 還包含顯示部件，所述專用集成電路(ASIC)的中央處理器控制所述顯示部件顯示所述間 隔平均值(TA)與所述反饋時間(FT)的不同，從而獲知所述輸出時鐘(FO)何時鎖定在與所 述間隔平均時間(TA)對應的平均參考時鐘上。
8.一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法，其特征在于 所述方法包括以下步驟，計算本次接收IP包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔； 將本次所獲得的時間間隔與之前多次累計的時間間隔進行進一步的累加，并根據(jù)累加 的時間間隔的數(shù)量和累加得到的總和計算累加結(jié)果的平均值，獲得第一間隔平均值(TA)； 比較所述第一間隔平均值(TA)與第一反饋時間，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控制電 壓(CNTL)的級別，其中所述第一反饋時鐘是上一次接收IP包時反饋產(chǎn)生的； 根據(jù)調(diào)整后的控制電壓(CNTL)的級別，產(chǎn)生輸出時鐘(FO)；反饋與所述輸出時鐘(FO)對應的第二反饋時間，以用于下一次接收IP包時與下一次 獲得的第二間隔平均值進行比較； 重復執(zhí)行上述步驟。
9.如權利要求8所述的互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法，其特征在于所述控制電壓(CNTL)與所 述輸出時鐘(FO)的級別相對應，并且所述控制電壓(CNTL)的級別越大，所述輸出時鐘(FO) 的級別越大。
10.一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步方法，其特征在于 所述方法包括以下步驟，計算本次接收IP包的時間與上一次接收IP包的時間之間的間隔； 將本次所獲得的時間間隔與之前多次累計的時間間隔進行進一步的累加，并根據(jù)累加 的時間間隔的數(shù)量和累加得到的總和計算累加結(jié)果的平均值，獲得第一間隔平均值(TA)， 并輸出與所述第一間隔平均值(TA)對應的第一平均參考時鐘(FTA)；比較所述第一平均參考時鐘(FTA)與第一反饋時鐘，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，調(diào)整控 制電壓(CNTL)，其中所述第一反饋時鐘是上一次接收IP包時反饋產(chǎn)生的； 根據(jù)調(diào)整后的控制電壓(CNTL)，產(chǎn)生輸出時鐘(FO)；反饋所述輸出時鐘(FO)獲得與所述輸出時鐘(FO)相等的第二反饋時鐘，以用于下一 次接收IP包時與下一次獲得的第二平均參考時鐘進行比較； 重復執(zhí)行上述步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置及方法，所述互聯(lián)網(wǎng)時鐘同步裝置包括間隔累計平均模塊(1)、間隔比較模塊(2)、電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)、以及時鐘反饋模塊(4)，所述間隔累計平均模塊(1)累計計算接收IP包的間隔平均值，所述間隔比較模塊(2)比較所述間隔累計平均模塊(1)的輸出和所述時鐘反饋模塊(4)的輸出，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生相應的電壓(CNTL)，其中所述時鐘反饋模塊(4)反饋電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)的輸出，所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)根據(jù)所述間隔比較模塊(2)產(chǎn)生的電壓(CNTL)產(chǎn)生相應的時鐘，從而將所述電壓控制時鐘產(chǎn)生模塊(3)輸出的時鐘鎖定在與所述間隔平均值相對應的時鐘上。
文檔編號H04L12/56GK101989907SQ20091016226
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者王知康 申請人:王知康