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专利号: 2012103637949
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.工业物联网芯片的硬件实现时间同步方法,其特征在于,配置协议选取寄存器PROTOCOL,开启广告帧/信标帧时间同步功能,由寄存器完成确认帧时间同步,寄存器捕获发送帧时产生帧首定界符SFD中断时刻本地时钟时间TLocal_TX、接收帧时产生SFD中断时刻本地时钟时间TLocal_RX,配置PROTOCAL寄存器、使能芯片的硬件确认帧自动收发功能及时间同步功能,寄存器计算开始发送时刻及开始接收时刻距离时隙起始边界的时间偏移、自动装载及解析时间偏移、计算时间偏差并完成校准,寄存器计算从开始接收广告帧/信标帧产生SFD中断时刻至接收完成时刻的接收时间间隔TReceive_Interval,配置时间戳偏移位置TStamp_Offset寄存器;根据ISA100.11a和WIA-PA标准配置时间戳在广告帧/信标帧中的偏移位置TStamp_Offset;若是时间源设备,开启发送或接收帧时产生帧首定界符SFD中断时刻本地时钟时间TLocal_TX/TLocal_RX的自动捕获和时间戳自动装载功能,同时初始化时间戳发送寄存器,将网络的初始时间值装入该时间戳发送寄存器,时间源设备发送广告帧/信标帧时,按照偏移位置寄存器配置的偏移位置TStamp_Offset在广告帧/信标帧中插入时间戳,时钟源设备在开始接收数据产生SFD中断时刻,芯片的寄存器自动捕获此SFD中断时刻时间TLocal_RX,记为时间T5,同时芯片的寄存器计算T5距离该时隙起始边界的时间偏移Offset_Y,将Offset_Y装入确认帧中,寄存器判断非时间源设备是否需要64位长地址EUI-64,如果需要,将EUI-64及网络标识PANID装入确认帧中,返回给非时间源设备;若是非时间源设备,开启本地时钟时间自动捕获和时间戳自动解析功能,同时初始化广告帧/信标帧接收时间间隔,非时钟源设备在开始发送数据产生SFD中断时刻,芯片的寄存器自动捕获此SFD中断时刻时间TLocal_TX,记为T4,同时由芯片的寄存器计算T4距离该时隙起始边界的时间偏移Offset_X,判断是否接收到确认帧,如果接收到,寄存器解析出确认帧中的Offset_Y,如果Offset_X与Offset_Y不相等则收发方时钟有偏差,根据公式:TClock_Offset=|Offset_X-Offset_Y|,T=T4±TClock_Offset,计算本地时钟时间为T。

2.根据权利要求1所述的时间同步方法,其特征在于,非时间源设备计算时钟偏差,完成时钟校准,具体包括如下步骤:非时间源设备收到广告帧/信标帧,当产生SFD中断时,寄存器自动捕获此时本地时间TLocal_RX,记为T2,计算从开始接收广告帧/信标帧到接收完成的时间间隔记为T3,接收完成,寄存器解析出广告帧/信标帧中的时间戳信息T1,寄存器调用公式:TClock_Offset=|T1-T2|计算非时间源设备时钟偏差为TClock_Offset,根据公式T=T2±TClock_Offset+T3计算校准后本地时钟时间为T,完成本地时钟校准。

3.根据权利要求1所述的时间同步方法,其特征在于,非时间源设备寄存器记录从开始接收广告帧/信标帧产生SFD中断时刻,到接收完成时刻的时间间隔TAI_Receive,用于最终时钟的校准补偿,保证收发方时钟在SFD中断时刻对齐。