在100G以上光传输芯片中控制PTP报文的方法及系统与流程

本发明涉及光传输芯片支持时间同步技术领域，具体涉及一种在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的方法及系统。

背景技术：

在光网络市场背景下，就传输在容量和每比特成本而言，100g(100gb/s)传输已经远远领先于10g和40g传输，100g毫无疑问成为全球光网络设备增长的主要动力，100g和超100g正成为高速传输技术领域突破的重点。

ieee1588v2协议也称为ptp(precisiontimeprotocol，精确时间协议)，是目前解决网络时间同步技术的较佳方案。在100g或超100g光传输芯片的100g以太网业务接口中支持ptp报文的控制是实现精确网络时间同步的前提。在光传输芯片中为了支持100g接口的ieee1588v2的高精度时间同步功能，需要完成100g以太网接口速率下对ptp报文的线速解析识别和ptp报文的控制功能。

目前，为了使光传输芯片支持ieee1588v2高精度时间同步功能，特别是对于100g以太网业务接口支持高精度时间同步功能中ptp报文的控制处理，往往伴随着庞大的报文缓存处理和复杂的电路控制；与此同时，在支持不同时钟类型的应用场景时，例如bc(边界时钟)及tc(透明时钟)，处理和控制机制更加复杂和繁琐，不仅占用了大量的业务报文带宽，而且耗费了较大的芯片设计资源，从而增加了100g及超100g光传输芯片的设计规模和成本。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：实用高效的完成光传输芯片对ptp报文的控制，增加100g以上的光传输芯片对ptp报文的控制效率和处理性能，降低100g以上的光传输芯片支持ieee1588v2高精度时间同步功能的设计规模和成本。

为达到以上目的，本发明提供的在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的方法，包括以下步骤：

步骤a：当以太网业务通道报文被识别为ptp报文时，在ptp报文的尾部设置ptp报文控制标记，转到步骤b；

步骤b：选择1个非满的ptp缓存作为ptp写入缓存，非满的ptp缓存定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为空，转到步骤c；

步骤c：在ptp写入缓存中选择1块空缓存空间，在当前缓存空间中写入以太网业务通道报文；若当前写入的以太网业务通道报文的ptp报文控制标记有效，则确定当前写入的以太网业务通道报文为ptp报文，在当前缓存空间中写入当前ptp报文的包描述信息，转到步骤d；

步骤d：将其他ptp缓存作为ptp写入缓存，当ptp写入缓存为非满时，重新执行步骤c；

步骤e：执行步骤b至步骤d的过程中，当存在非空的ptp缓存时，读取ptp缓存中的ptp报文；非空的ptp缓存的定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为非空。

本发明提供的实现上述方法的在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的系统，包括ptp标记控制模块、ptp解析识别模块、ptp缓存控制模块和ptp读取模块；

ptp标记控制模块用于：当以太网业务通道报文被识别为ptp报文时，在ptp报文的尾部设置ptp报文控制标记，向ptp缓存控制模块发送工作信号；

ptp缓存控制模块用于：收到工作信号后，选择1个非满的ptp缓存作为ptp写入缓存，非满的ptp缓存定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为空，向ptp解析识别模块发送ptp解析识别信号；收到ptp缓存控制信号后，将其他ptp缓存作为ptp写入缓存，当ptp写入缓存为非满时，重新向ptp解析识别模块发送ptp解析识别信号；

ptp解析识别模块用于：收到ptp解析识别信号后，在ptp写入缓存中选择1块空缓存空间，在当前缓存空间中写入以太网业务通道报文；若当前写入的以太网业务通道报文的ptp报文控制标记有效，则确定当前写入的以太网业务通道报文为ptp报文，在当前缓存空间中写入当前ptp报文的包描述信息，向ptp缓存控制模块发送ptp缓存控制信号；

ptp读取模块用于：在ptp解析识别模块和ptp缓存控制模块工作的过程中，当存在非空的ptp缓存时，读取ptp缓存中的ptp报文；非空的ptp缓存的定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为非空。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明将ptp报文控制标记设置于识别出的ptp报文尾，便于以太网通道的主、辅ptp缓存对ptp报文进行控制。为了在以太网业务通道中支持线速控制ptp报文，采用了以整包结合缓存空间存储的主、辅ptp缓存切换形式、并且每个缓存空间均可写入1个整包的ptp报文。本发明对以太网通道的主、辅ptp缓存均采用完成写入和重新覆盖写入机制来控制目标ptp报文。同时将以太网通道实时获取的ptp报文时间戳和整个包描述，伴随ptp报文进行控制和传递，进而使得ptp报文控制不受现有技术中的bc和tc时钟类型的影响，从而保证在100g或超100g芯片中支持ieee1588v2时间同步功能更加实用高效。

有鉴于此，本发明不仅能够高效的实现100g及超100g光传输芯片对ptp报文的控制，而且对ptp报文高效控制时，对时间同步应用场景的bc及tc时钟类型不敏感。与此同时，本发明显著的提高了100g或超100g光传输芯片对ptp报文的控制效率和处理性能，降低了支持ieee1588v2高精度时间同步功能的芯片设计资源和设计复杂度，进而也为芯片在设计规模和设计成本上带来优势，非常适于推广。

附图说明

图1为本发明实施例中在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的方法的流程图；

图2为本发明实施例中在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的系统的连接框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例中的在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的方法，包括以下步骤：

s1：当收到以太网业务通道报文时，产生收到报文的实时时间戳，当以太网业务通道报文被识别为ptp报文时，根据默认寄存器或自定义配置，在ptp报文的尾部设置ptp报文控制标记，转到s2。

s2：分别判断以太网业务通道的每个ptp缓存是否为非满，若是，选择1个非满的ptp缓存作为ptp写入缓存，转到s3，否则重新执行s2。

s2中的所有ptp缓存包括主ptp缓存和辅ptp缓存，每个ptp缓存均划分为4块缓存空间，每块缓存空间均可写入1个整包的ptp报文(缓存空间支持1518字节的报文长度)；ptp缓存为非满的定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为空；若主ptp缓存和辅ptp缓存均为非满，则选择主ptp缓存作为ptp写入缓存。在第一次时是写入主ptp缓存，在接下来就是根据切换控制指示写入被切换到的非满ptp缓存中。

s3：根据切换控制指示在ptp写入缓存中选择1块空的缓存空间，在当前缓存空间的第2个内存起始地址处，顺序写入收到的以太网业务通道报文，直至写至以太网业务通道报文尾、或者当前缓存空间尾为止，其中报文尾或缓冲空间尾以先写到的为写截止条件，转到s4。

s4：判断当前写入的以太网业务通道报文的ptp报文控制标记是否有效，若是(先决条件为ptp报文控制标记存在，即当前以太网业务通道报文在缓冲空间内写完)，转到s6，否则(例如ptp报文控制标记不存在，即当前以太网业务通道报文在缓冲空间内未写完)转到s5。

s5：产生当前缓存空间重新写入指示，重新执行s2(即覆盖写入下一条以太网业务通道报文)。

s6：产生当前缓存空间写入完成指示，在当前缓存空间的第1个内存起始地址处，写入当前ptp报文的包描述信息，包描述信息包括已在s1中产生的收到当前ptp报文的实时时间戳，转到s7。

s7：产生缓存切换控制指示，将其他ptp缓存作为ptp写入缓存，转到s8。

s8：判断ptp写入缓存是否为非满，若是，跳转至s3，否则重新执行s8。

在执行s2至s8的过程中，还包括以下步骤：

s9：持续检测是否有ptp缓存为非空，ptp缓存为非空的定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为非空，空检测按整包方式判定；若是，按照轮询的方式读取ptp缓存中的ptp报文，直至主辅ptp缓存均为空时停止ptp缓存读操作；否则(所有ptp缓存均为空)重新执行s9。

下面以200gotnframer芯片作为具体实施例，来说明本发明实施例中的在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的方法。

步骤一：200gotnframer芯片初始化时，寄存器默认识别所有ptp报文标记图样，且寄存器默认设定为：对除了peer延时机制消息类报文之外的所有ptp报文，在尾部使能ptp报文控制标记有效，转到步骤二。

步骤二：检测到200gotnframer芯片100g以太网业务通道的主、辅ptp缓存均为非满。将100g以太网业务通道报文写入主ptp缓存的空缓存空间中，转到步骤三。

步骤三：当前写入的100g以太网业务通道报文为sync报文，该报文的ptp报文控制标记有效，在当前缓存空间的第1个内存起始地址处，写入当前ptp报文的包描述信息，转到步骤四。

步骤四：在当前100g以太网业务通道下，产生缓存切换控制指示，使当前主ptp缓存写控制权切换至辅ptp缓存；即辅ptp缓存成为本以太网业务通道的ptp写入缓存，该ptp写入缓存(即辅ptp缓存)为非满，在该ptp写入缓存中按照上述步骤写入以太网业务通道报文。

在执行步骤四的过程中，检测到当前100g以太网业务通道的主ptp缓存为非空，在主ptp缓存中按整包的方式读出sync报文。

上述具体实施例中200gotnframer芯片包括2路100g以太网接口通道，在开启ptp模式工作时，每路100g以太网业务报文在写入缓存时已经完成了具体的ptp报文识别、标记控制和包描述信息关联。当对除了peer延时机制消息类报文之外的所有ptp报文，在尾部使能ptp报文控制标记有效时，通过本发明控制ptp报文的方法，高效实现了仅对目标ptp报文从主或辅ptp缓存进行输出，显著提高了100g或超100g光传输芯片对ptp报文的控制效率和处理性能。

与此同时100gptp缓存控制模块的主、辅ptp缓存的每块缓存空间各支持一个1518字节的报文长度，使得100g通道可扩展支持较大的自定义ptp报文的控制；此外ptp报文的控制对bc及tc时钟类型不敏感，也有效的增加了100g及超100g光传输芯片在时间同步场景下的应用范围。

参见图2所示，本发明实施例提供的实现上述方法的在100g以上光传输芯片中控制ptp报文的系统，包括时间戳生成模块、以太网业务模块、ptp标记控制模块、ptp解析识别模块、ptp缓存控制模块、ptp读取模块和报文处理模块。

时间戳生成模块用于：当收到以太网业务通道报文时，将收到报文的实时时间戳发送至以太网业务模块。

以太网业务模块用于：将实时时间戳以包描述的方式和收到的报文相关联。

ptp标记控制模块用于：当以太网业务通道报文被识别为ptp报文时，在ptp报文的尾部设置ptp报文控制标记，向ptp缓存控制模块发送工作信号。

ptp缓存控制模块用于：收到工作信号后，选择1个非满的ptp缓存作为ptp写入缓存，非满的ptp缓存定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为空，向ptp解析识别模块发送ptp解析识别信号。收到ptp缓存控制信号后，将其他ptp缓存作为ptp写入缓存，当ptp写入缓存为非满时，重新向ptp解析识别模块发送ptp解析识别信号。

ptp缓存包括主ptp缓存和辅ptp缓存，ptp缓存控制模块选择1个非满的ptp缓存作为ptp写入缓存的工作流程包括：若主ptp缓存和辅ptp缓存均为非满，选择主ptp缓存作为ptp写入缓存。

ptp解析识别模块用于：收到ptp解析识别信号后，在ptp写入缓存中选择1块空缓存空间，在当前缓存空间中写入以太网业务通道报文(在当前缓存空间的第2个内存起始地址处，写入以太网业务通道报文，直至写至以太网业务通道报文尾、或者当前缓存空间尾为止)。若当前写入的以太网业务通道报文的ptp报文控制标记有效，则确定当前写入的以太网业务通道报文为ptp报文，在当前缓存空间中写入当前ptp报文的包描述信息(在当前缓存空间的第1个内存起始地址处，写入当前ptp报文的包描述信息，即收到当前ptp报文的实时时间戳)，向ptp缓存控制模块发送ptp缓存控制信号。

ptp读取模块用于：在ptp解析识别模块和ptp缓存控制模块工作的过程中，当存在非空的ptp缓存时，读取ptp缓存中的ptp报文；非空的ptp缓存的定义为：ptp缓存中至少有1块缓存空间为非空。

报文处理模块用于：完成报文的处理功能。

进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。