本发明涉及高精度时钟同步技术领域，尤其涉及一种多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器设计方法。
背景技术：
21世纪人类正式进入了信息时代，面对着信息爆炸的挑战，网络通信、服务器设计与搭建等基础设施的发展，已经成为了促进信息发展的重要手段。伴随着5g业务的出现，边缘计算服务器在时钟同步领域又迎来了新的挑战。在5g、lte等业务领域搭建信息网络时，时钟同步是信息高速准确通信的重要保障。如无时钟同步的保障，这样各终端设备的时钟便无法得到同步，会导致数据和呼叫的丢失。
在lte和5g等当下主流的高速移动无线网络中，需要严格的时钟同步来进行信号的调制，以确保彼此频率不被干扰，能够正确的进行解码操作。相比于4g网络对承载网的要求，5g对同步、时延要求提升10倍以上。
同时边缘计算市场近年来迅速发展，麦肯锡提出2025年到2027年边缘计算服务器在硬件市场能够创造出1750-2150亿美元的潜在价值。根据预测，到2025年小基站部署和升级量会达到1025万站，虚拟化系统将实现最高的复合年增长率。《“新基建”发展白皮书》显示，中国5g“新基建”目标为三大运营商预计年内将建成超过55万5g基站，因此基于时钟同步的高效能边缘服务器应运而生。
但目前国内三大运营商对于o-ran还处于探索阶段，关于r-ran小基站边缘服务器市场种类较少，并且5gbbu设备仍然需要专业软件支持，为支持5g业务的电信解决方案商和电信设备商也不具备服务器研发能力，大多数服务器也不具备高精度、多方案的时钟同步能力，单一的时钟同步方案兼容性和适应性较差，并且具有各自时钟同步方法的缺点。
目前高精度时钟同步的服务器大多采用如图3所示的基于ptp协议的服务器时钟同步方案。各不同区域的服务器同步本地时钟进入系统，在操作系统下通过加载ptp(高精度时间同步协议)模块驱动程序；网络交换机通过gps&北斗卫星获得时钟和时间信息，边缘服务器能够通过网络与网络交换机互联获取时钟戳信息，通过ieee1588同步芯片实现服务器之间的时钟同步。而该方案的缺陷在于：
1)时钟同步方案单一，只能通过网络获取时间戳信息进行同步，基于ieee1588ptp协议的时钟同步方式不能够获得非对称延迟，也没有定义从时钟的恢复。实际上每种同步方式都具有各自的缺点，基于网络时钟协议的同步方式在拥塞时精度降低，基于gnss(全球导航卫星系统)的时钟同步方式容易受环境干扰，周期较短。
2)大多服务器采用ieee1588芯片进行时钟同步，增加了设计和调试的难度，同时增加了研发和投入成本，此外服务器的网卡计算和数据处理功能一般较为强大，可通过网卡及pcie链路进行时钟同步处理及时间戳信息传递。
3)依靠网卡进行时钟同步时，精度相对较低，如何进行网卡时钟校准是适配5g边缘服务器的重要挑战。
技术实现要素：
本发明提供的一种技术方案是一种多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器设计方法，解决了服务器时钟同步精度较低，对不同时钟同步方式兼容性差，对不同环境适应性太差问题；同时解决了高精度时钟同步服务器能够更好地利用到基站、5g业务等对时钟同步、边缘计算要求较高的领域中去的问题。
基于上述问题，本发明的技术方案是：多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器设计方法。其中所涉及的专业数据包括：
clocksynchronization：时钟同步；
\edgecomputing：边缘计算；
\pps：秒脉冲；
\tod：时间信息；
一种多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器设计方法，服务器设计中采用3种时钟同步方案，即网络同步方式、级联方式以及pcie设备获取时间信息戳的方式，实现多策略的时钟同步方式，适应不同应用环境。
采用intelxeon-d处理器作为高精度时钟同步的边缘计算服务器的处理器，处理器集成x722网卡具有4个10gbeport能够进行网络通信，同时处理器集成时钟同步功能，不再需要ieee1588芯片进行时钟同步，减少设计难度，节省成本，同时也能够更大程度提高处理器利用程度。
利用网络进行时钟同步时，各边缘服务器能够通过网络获取时间戳信息，网卡集成ieee1588功能作为硬件支持；在外界环境较为恶劣，无法通过网络获取gps&北斗卫星时间信息时，可以采用级联的方式，基于pps+tod方式进行时间同步，边缘服务器通过光缆等各种连接形式进行连接，对其中一台设备输入基准时钟，其余边缘服务器基于此基准时钟进行时钟同步，服务器预留pps+tod级联接口，也预留相应通路进行时钟同步处理链路；服务器支持能够获得gps信号的pcie设备，并将时钟同步信号传递至处理器进行时钟同步处理。
选用对应pllic对级联时的pps+tod信息进行处理，进行高精度时钟同步；同时利用pllic将pcie设备与网卡进行时钟同步校准，这样达到服务器内部的时钟相位、频率的同步校准。
本发明同时记载了一种多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器结构，基于网络同步方式、级联方式以及pcie设备获取时间信息戳的方式；采用intel处理器作为高精度时钟同步的边缘服务器的处理器，利用网络进行时钟同步，各边缘服务器通过网络获取时间戳信息，并选用对应pllic对级联时的pps+tod信息进行处理，进行高精度时钟同步。
本发明的优点是：
1)、选用xeon-d作为高精度时钟同步服务器的处理器，兼容多种时钟同步方式，采用网卡驱动配合硬件设计的方式进行不同模式的选择，可不依赖外部同步时钟源，适应不同的工作环境。
2)、选用renesas的pllic作为级联配置时的pps+tod时钟同步信号的处理单元，能够提高级联服务器的整体时钟同步精度；同时该ic又用来作为pll功能使用，将pcie设备的syncclk进行同步处理作为网卡25mclk的输入，这样能够进一步提高边缘服务器时钟同步精度。
3)、将边缘服务器与时钟同步功能进行结合，利用xeon-d的网卡进行时钟同步，更高效率的利用边缘服务器处理器，针对o-ran联盟采用cu(集中单元)/du(分布单元)/aau(有源天线单元)的三级软件架构，实际部署可以支持cu/du合设，通过虚拟化或者cu/du分离方式组成资源池；同时支持pcie加速卡设计能够降低处理器符合，提升系统性能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明多策略高精度时钟同步的边缘计算服务器设计方案原理图；
图2为时钟同步边缘服务器主板拓扑结构图；
图3为现有的服务器时钟同步方案原理图；
具体实施方式
实施例：
1)选用xeon-d处理器作为边缘服务器的处理器，处理器集成x722网卡，具有4个10gbeport，具备ieee1588方式的时钟同步功能，通过网络可以获取时钟同步信息。
2)处理器获取网络上的时钟同步信息后，会进行时钟同步处理，通过pcie链路、i2c链路等方式传递pps+tod信息，实现边缘服务器内部的时钟同步，同时更高效率的利用处理器。
3)外界环境较为恶劣无法获取网络信息时，如沙漠、雨林、地铁等环境，可以采用不同基站的边缘服务器级联方式进行时钟同步；其中某一边缘服务器获取基准时钟信息后，通过服务器预留的接口(sma、rj45等)与其余边缘服务器通过光缆等方式进行连接，选用renesas的pllic能够对上一级的pps+tod信息进行处理并传递给下一级边缘服务器；边缘服务器通过处理器能够将获取的pps+tod信息进行处理，实现自身的时钟同步以及下一级时钟同步信号的传递。
4)边缘服务器支持获取gps信号的pcie设备，能够将pcie设备获取的时钟同步信息传递给处理器进行时钟同步处理，实现自身的时钟同步；同时也可以自身作为基准将时钟同步信息传递给其余级联设备实现级联设备的时钟同步。
5)renesaspllic将pcie设备的syncclk同步处理并发出25mclk作为处理器的输入时钟，实现服务器内部的高精度时钟同步。
6)最后选用renesas的qs3vh251和5pb1108作为switch进行不同时钟同步模式的选择，通过网卡驱动配置实现系统下的自动切换。
综上，本发明的关键技术点在于：
a.采用xeon-d处理器作为服务器处理器，实现边缘计算和时钟同步功能；服务器能够实现三种时钟同步方式，通过驱动和硬件设计来选择不同工作模式，适应不同工作环境。
b.xeon-d集成的x722网卡能够实现时钟同步处理，可以不依赖外部时钟源；恶劣环境下选用级联等方式，采用pllic进行pps+tod时钟同步信号处理，同时利用pllic的pll功能对pcie设备的syncclk进行同步处理作为x722网卡25mclk输入，提高边缘服务器时钟同步精度。
c.边缘计算与高精度时钟同步的高效结合，针对o-ran采用cu/du/aau的三级软件架构，灵活配置池化，满足不同场景下的应用。
本发明实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。