用于确定时钟同步精度的方法、电子设备和存储介质与流程

1.本公开的实施例总体涉及通信领域，具体涉及用于确定时钟同步精度的方法、电子设备和计算机存储介质。


背景技术：

2.在网络拓扑中，各个设备按照某一种的连接方式互相连接起来，为了使所有连接在网络拓扑中设备可以被统一的调度运作，共同完成系统中的测量和控制工作。网络拓扑中的所有设备需要以其中某一个设备的时间为基准，其他设备均与提供时间基准的设备进行同步。其中，提供时钟基准的设备被称为主时钟设备，与主时钟设备进行同步的设备被称为从时钟设备。
3.传统方案往往采用人工观察测试设备的方式来进行测量从时钟设备与主时钟设备之间的时间同步精度，但是人工测量方式存在误差，测量结果的准确性较低。


技术实现要素：

4.提供了一种用于确定时钟同步精度的方法、电子设备以及计算机存储介质，能够高效准确地确定从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。
5.根据本公开的第一方面，提供了一种用于确定时钟同步精度的方法。该方法包括：确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延；接收来自第一从时钟设备的第一周期性消息，第一周期性消息指示第一发送时间戳；确定第一周期性消息的实际接收时间；基于第一发送时间戳和第一时延，生成第一周期性消息的预期接收时间；以及基于预期接收时间和实际接收时间，确定第一从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。
6.根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行根据本公开的第一方面或第二方面所述的方法。
7.在本公开的第三方面中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现根据本公开的第一方面的方法。
8.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
9.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。
10.图1是根据本公开的实施例的通信系统100的示意框图。
11.图2是根据本公开的实施例的用于确定时钟同步精度的方法200的示意图。
12.图3是根据本公开的实施例的用于确定时钟同步精度的方法300的示意图。
13.图4是根据本公开的实施例的用于确定第二时延的消息交互过程400的示意图。
14.图5是根据本公开的实施例的用于确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延的方法500的示意图。
15.图6是根据本公开的实施例的用于确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延的方法600的示意图。
16.图7是用于实现根据本公开的实施例的用于确定时钟同步精度的方法的电子设备的示意框图。
具体实施方式
17.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
18.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
19.如上所述，传统方案采用人工方式测量时钟同步精度，准确性较低。此外，传统方案只能适应小规模拓扑系统的时钟同步精度测量，这是由于测试设备和其他设备之间的距离原因，对于大规模的网络拓扑应用场景无能为力。还有，人工使用测试设备手动测试网络拓扑中的时钟同步精度效率较低，成本较高。
20.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于确定时钟同步精度的方案。在该方案中，确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延；接收来自第一从时钟设备的第一周期性消息，第一周期性消息指示第一发送时间戳；确定第一周期性消息的实际接收时间；基于第一发送时间戳和第一时延，生成第一周期性消息的预期接收时间；以及基于预期接收时间和实际接收时间，确定第一从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。
21.以此方式，避免了人工测量存在的误差和低效率，能够高效准确地确定从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。此外，对于网络拓扑的规模没有限制，可以对大规模的网络拓扑应用场景进行测量。
22.在下文中，将结合附图更详细地描述本方案的具体示例。
23.图1示出了根据本公开的实施例的通信系统100的示意框图。通信系统100可以包括检测设备110、主时钟设备120和多个从时钟设备130
‑
1至130
‑
4（下文统称为130）。应当理解，虽然图1示出了4个从时钟设备130，但是这只是举例说明，从时钟设备130的数量可以更多或更少。
24.如图1所示，检测设备110、主时钟设备120和从时钟设备130形成环型拓扑。应当理解，这只是举例说明，通信系统100也可以采用其他拓扑结构，例如线型拓扑、星型拓扑等。
25.应当理解，虽然图1中示出了独立的检测设备110，但是这只是举例说明，通信系统
100中也可以没有独立的检测设备110，而是由主时钟设备120或从时钟设备130充当检测设备110。
26.在一些实施例中，通信系统100为epa通信系统，主时钟设备120为epa主时钟设备，从时钟设备130为epa从时钟设备。
27.检测设备110用于确定当前设备与第一从时钟设备130
‑
1之间的第一时延；接收来自第一从时钟设备130
‑
1的第一周期性消息，第一周期性消息指示第一发送时间戳；确定第一周期性消息的实际接收时间；基于第一发送时间戳和第一时延，生成第一周期性消息的预期接收时间；以及基于预期接收时间和实际接收时间，确定第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的时钟同步精度。
28.由此，避免了人工测量存在的误差和低效率，能够高效准确地确定从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。此外，对于网络拓扑的规模没有限制，可以对大规模的网络拓扑应用场景进行测量。
29.图2示出了根据本公开的实施例的用于确定时钟同步精度的方法200的流程图。例如，方法200可以由如图1所示的主时钟设备120来执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
30.在框202处，主时钟设备120确定当前设备与第一从时钟设备130
‑
1之间的第一时延。
31.应当理解，这里第一从时钟设备为130
‑
1仅是举例说明，也可以是任何其他从时钟设备。
32.在一些实施例中，主时钟设备120可以接收来自第一从时钟设备130
‑
1的第三周期性消息，第三周期性消息指示第三发送时间戳，以及确定第三周期性消息的接收时间。
33.随后，主时钟设备120可以基于第三周期性消息的接收时间和第三发送时间戳，确定从第一从时钟设备130
‑
1到当前设备的第三时延。
34.主时钟设备120接着可以向第一从时钟设备130
‑
1发送时延计算请求消息，时延计算请求消息包括第四发送时间戳，以及从第一从时钟设备130
‑
1接收时延计算响应消息，时延计算响应消息包括第一从时钟设备130
‑
1接收时延计算请求消息的接收时间戳。
35.主时钟设备120可以基于第四发送时间戳和接收时间戳，确定从当前设备到第一从时钟设备130
‑
1的第四时延。
36.最后，主时钟设备120可以基于第三时延和第四时延，确定当前设备与第一从时钟设备130
‑
1之间的第一时延。例如，确定第三时延和第四时延的均值，作为第一时延。
37.在框204处，主时钟设备120接收来自第一从时钟设备130
‑
1的第一周期性消息，第一周期性消息指示第一发送时间戳。
38.在一些实施例中，主时钟设备120为epa主时钟设备，第一从时钟设备130
‑
1为epa从时钟设备，以及第一周期性消息是在epa宏周期中与第一从时钟设备130
‑
1相对应的时间片期间接收的。
39.由此，能够利用epa宏周期中对应时间片接收的周期性消息实现时钟同步精度测量，无需发送额外检测消息，简单高效。
40.在框206处，主时钟设备120确定第一周期性消息的实际接收时间。
41.在框208处，主时钟设备120基于第一发送时间戳和第一时延，生成第一周期性消
息的预期接收时间。
42.例如，确定第一发送时间戳和第一时延之和，作为第一周期性消息的预期接收时间。
43.在框210处，主时钟设备120基于预期接收时间和实际接收时间，确定第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的时钟同步精度。
44.例如，确定预期接收时间和实际接收时间之间的差值，作为第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的时钟同步精度。
45.上述步骤202
‑
210还可以对其他从时钟设备执行，例如，按照网络拓扑中的链接关系，依次对通信系统中的从时钟设备120执行步骤202
‑
210。
46.由此，避免了人工测量存在的误差和低效率，能够高效准确地确定从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。此外，对于网络拓扑的规模没有限制，可以对大规模的网络拓扑应用场景进行测量。
47.图3示出了根据本公开的实施例的用于确定时钟同步精度的方法300的流程图。例如，方法300可以由如图1所示的检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2来执行。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。应当理解，第二从时钟设备为130
‑
2只是举例说明，也可以为130
‑
3或130
‑
4。
48.在框302处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定当前设备与主时钟设备120之间的第二时延。
49.在一些实施例中，如图4所示，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2可以接收来自主时钟设备120的周期性消息，周期性消息指示发送时间戳t1，以及确定周期性消息的接收时间t2。
50.随后，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2可以基于周期性消息的接收时间t2和发送时间戳t1，确定从主时钟设备120到当前设备的时延d1，例如t2
‑
t1。
51.检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2接着可以向主时钟设备120发送时延计算请求消息，时延计算请求消息包括发送时间戳t3，以及从主时钟设备120接收时延计算响应消息，时延计算响应消息包括主时钟设备120接收时延计算请求消息的接收时间戳t4。
52.检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2可以基于发送时间戳t3和接收时间戳t4，确定从当前设备到主时钟设备120的时延d2，例如t4
‑
t3。
53.最后，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2可以基于时延d1和d2，确定当前设备与主时钟设备120之间的第二时延，例如（d1 d2）/2。
54.在一些实施例中，时延计算请求消息和时延计算响应消息是在epa宏周期的非周期时间期间发送的。由此，不占用各个设备在周期时间内的时间片时间。
55.在框304处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2接收来自主时钟设备120的第二周期性消息，第二周期性消息指示第二发送时间戳。
56.在一些实施例中，主时钟设备120为epa主时钟设备，以及第二周期性消息是在epa宏周期中与主时钟设备120相对应的时间片期间接收的。
57.在框306处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2基于第二时延和第二发送时间戳，与主时钟设备120进行时钟同步。
58.在框308处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2在与主时钟设备120时钟同步的
状态下，确定当前设备与第一从时钟设备130
‑
1之间的第一时延。
59.在一些实施例中，第一时延的确定的过程可以与上文类似，不再赘述。下文结合图5和6详细描述用于确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延的方法。
60.在框310处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2接收来自第一从时钟设备130
‑
1的第一周期性消息，第一周期性消息指示第一发送时间戳。
61.在框312处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定第一周期性消息的实际接收时间。
62.在框314处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2基于第一发送时间戳和第一时延，生成第一周期性消息的预期接收时间。
63.在框316处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2基于预期接收时间和实际接收时间，确定第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的时钟同步精度。
64.上述步骤308
‑
316还可以对其他从时钟设备执行，例如，按照网络拓扑中的链接关系，依次对通信系统中的从时钟设备120执行步骤308
‑
316。
65.由此，避免了人工测量存在的误差和低效率，能够高效准确地确定从时钟设备与主时钟设备之间的时钟同步精度。此外，对于网络拓扑的规模没有限制，可以对大规模的网络拓扑应用场景进行测量。
66.图5示出了根据本公开的实施例的用于确定当前设备与第一从时钟设备之间的第一时延的方法500的流程图。例如，方法500可以由如图1所示的检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2来执行。应当理解的是，方法500还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
67.在框502处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定网络拓扑是否为线型拓扑。
68.检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2中可以预设有网络拓扑信息，其中指示各个设备之间的连接关系。
69.如果在框502处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定网络拓扑为线型拓扑，则在框504处，向第一从时钟设备130
‑
1发送用于获取第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的第三时延的请求。
70.在框506处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2从第一从时钟设备130
‑
1接收包括第三时延的消息。
71.在框508处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定主时钟设备120是否位于第一从时钟设备130
‑
1和当前设备之间。
72.如果在框508处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定主时钟设备120不位于第一从时钟设备130
‑
1和当前设备之间，则在框510处，确定第二时延与第三时延之间的差值，作为第一时延。
73.如果在框508处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定主时钟设备120位于第一从时钟设备130
‑
1和当前设备之间，则在框512确定第二时延与第三时延之间的和值，作为第一时延。
74.由此，无需基于与第一从时钟设备之间的往来消息来确定与第一从时钟设备之间的第一时延，提高第一时延的确定的效率。
75.图6示出了根据本公开的实施例的用于确定当前设备与第一从时钟设备之间的第
一时延的方法600的流程图。例如，方法600可以由如图1所示的检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2来执行。应当理解的是，方法600还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
76.在框602处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定网络拓扑是否为环型拓扑。
77.检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2中可以预设有网络拓扑信息，其中指示各个设备之间的连接关系。
78.如果在框602处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定网络拓扑为环型拓扑，则在框604处，向第一从时钟设备130
‑
1发送用于获取第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的第三时延和第三延时的检测通路的请求。
79.检测通路指的是检测第三时延时所针对的第一从时钟设备130
‑
1与主时钟设备120之间的路径。
80.在框606处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2从第一从时钟设备130
‑
1接收包括第三时延和检测通路的消息。
81.在框608处，检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定第一从时钟设备130
‑
1是否位于主时钟设备120和当前设备之间。
82.如果在框608处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定第一从时钟设备130
‑
1位于主时钟设备120和当前设备之间，则在框610处，确定第二时延与第三时延之间的差值，作为第一时延。
83.如果在框608处检测设备110或第二从时钟设备130
‑
2确定第一从时钟设备130
‑
1不位于主时钟设备120和当前设备之间，则在框612基于检测通路、第二时延和第三时延，确定第一时延。
84.具体来说，如果确定检测通路包括当前设备，则确定第二时延与第三时延之间的差值，作为第一时延。以图1为例进行说明，当前设备为检测设备110，第三时延的检测通路为第一从时钟设备130
‑
1的a端口到主时钟设备120的b端口，该检测通路中包括检测设备110。则将第三时延减去第二时延可以得到第一从时钟设备130
‑
1到检测设备110之间的第一时延（从第一从时钟设备130
‑
1的a端口到检测设备110的b端口）。
85.如果确定检测通路不包括当前设备，则确定第二时延与第三时延之间的和值，作为第一时延。以图1为例进行说明，当前设备为检测设备110，第三时延的检测通路为第一从时钟设备130
‑
1的b端口到主时钟设备120的a端口，该检测通路中包括检测设备110。则将第三时延加上第二时延可以得到第一从时钟设备130
‑
1到检测设备110之间的第一时延（从第一从时钟设备130
‑
1的b端口到检测设备110的a端口）。
86.由此，无需基于与第一从时钟设备之间的往来消息来确定与第一从时钟设备之间的第一时延，提高第一时延的确定的效率。
87.图7示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备700的示意性框图。例如，如图1所示的检测设备110、主时钟设备120和从时钟设备130可以由设备700来实施。如图所示，设备700包括中央处理单元（cpu）701，其可以根据存储在只读存储器（rom）702中的计算机程序指令或者从存储单元708加载到随机存取存储器（ram）703中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在随机存取存储器7503中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。中央处理单元701、只读存储器702以及随机存取存储器703通过总线
704彼此相连。输入/输出（i/o）接口705也连接至总线704。
88.设备700中的多个部件连接至输入/输出接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标、麦克风等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
89.上文所描述的各个过程和处理，例如方法200、300、500、600，可由中央处理单元701执行。例如，在一些实施例中，方法200、300、500、600可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由只读存储器702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序被加载到随机存取存储器703并由中央处理单元701执行时，可以执行上文描述的方法200、300、500、600的一个或多个动作。
90.本公开涉及方法、装置、系统、电子设备、计算机可读存储介质和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
91.计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、静态随机存取存储器（sram）、便携式压缩盘只读存储器（cd
‑
rom）、数字多功能盘（dvd）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
92.这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
93.用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（isa）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c 等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（fpga）或可
编程逻辑阵列（pla），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
94.这里参照根据本公开实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
95.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
96.也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
97.附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
98.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。