時間控制裝置、時間控制方法和程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種時間控制裝置、時間控制方法和程序，利用其可以高度精確地使時間信息與網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)設(shè)備同步。所公開的時間控制裝置包括：計算單元，其基于在所述時間控制裝置和所述主機(jī)設(shè)備之間傳送和接收的消息的傳送時間和接收時間，計算在所述時間控制裝置和所述主機(jī)設(shè)備之間的時間差以及表示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間的網(wǎng)絡(luò)延遲；PID處理單元，其基于所計算的時間差，生成反饋控制值(f1)用于對所述從機(jī)設(shè)備的時間信息執(zhí)行反饋控制；f0生成單元，其基于所生成的反饋控制值(f1)，生成反饋控制值f0；以及調(diào)整單元，其根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值(f1)或所述反饋控制值(f0)調(diào)整所述從機(jī)設(shè)備的時間信息。
【專利說明】時間控制裝置、時間控制方法和程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時間控制裝置、時間控制方法和程序，并且更具體地，涉及一種適用于以高精確度使時間信息與網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)裝置同步的時間控制裝置、時間控制方法和程序。
【背景技術(shù)】
[0002]存在用于在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)彼此連接的裝置之間使時間信息同步的機(jī)制，并且這種機(jī)制的已知示例之一是IEEE1588PTP (精確時間協(xié)議)(例如，參見專利文件I)。
[0003]根據(jù)IEEE1588PTP，在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)彼此連接的主機(jī)裝置(在下文中稱為PTP主機(jī))和從機(jī)裝置(在下文中稱為PTP從機(jī))之間交換PTP消息，使得關(guān)于PTP從機(jī)的時間信息T2可以在亞微秒級上以高精確度與關(guān)于PTP主機(jī)的時間信息Tl同步。具體地，PTP從機(jī)中的振蕩頻率F2可以與PTP主機(jī)中的振蕩頻率Fl同步，并且此后，時間信息T2可以與時間信息Tl同步。
[0004]圖1示出使用IEEE1588PTP的傳統(tǒng)高精確度時間同步過程的概況。 [0005]PTP主機(jī)被設(shè)計為通過網(wǎng)絡(luò)以基于振蕩頻率Fl的預(yù)定間隔Am傳送包含指示傳送時間Tli的時間戳的作為PTP消息的Sync消息。同時，PTP從機(jī)被設(shè)計為接收從PTP主機(jī)傳送的Sync消息，提取其中包含的指示傳送時間Tli的時間戳，并且獲取其接收時間T2it)即，PTP從機(jī)每次接收到Sync分組時獲得傳送時間Tli和接收時間T2it)
[0006]PTP從機(jī)還被設(shè)計為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向PTP主機(jī)傳送作為PTP消息的Delay_req，并且存儲其傳送時間T2X。在接收到Delay_req之后，PTP主機(jī)向PTP從機(jī)返回包含指示接收時間Tlx的時間戳的作為PTP消息的Delay_res。即，PTP從機(jī)通過傳送Delay_req和接收響應(yīng)于Delay_req從PTP主機(jī)返回的Delay_res而獲得Delay_req的傳送時間T2X和接收時間Tlx。
[0007]在此,假設(shè)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳遞諸如Sync消息、Delay_req或Delay_res的PTP消息所需的時間(在下文中稱為網(wǎng)絡(luò)延遲)不變化而是常數(shù)。
[0008]在該情況下，如果PTP從機(jī)的振蕩頻率F2與PTP主機(jī)的振蕩頻率Fl的完全同步，則PTP主機(jī)中的Sync消息傳送間隔Am=Tl2-Tl1與PTP從機(jī)中的Sync消息接收間隔Δ 8=122-12!相同。換句話說，在Λ m和Λ s之間的差Λ m- Λ s不為O的情況下，PTP從機(jī)的振蕩頻率F2與PTP主機(jī)的振蕩頻率Fl不同，并且未建立同步。
[0009]因此，為了建立頻率同步，應(yīng)調(diào)整PTP從機(jī)的振蕩頻率F2，使得Am和As之間的差A(yù)m-As將變?yōu)镺。在下文中，Am和As之間的差Δ m_ Δ s將被稱為頻率差。根據(jù)下列等式(I)計算頻率差。
[0010]頻率差ΛI(xiàn)H-As= (Tl2-Tl1)-O^2-TS1) = (TS1-Tl1)-O^2-Tl2)......(I)
[0011]為了建立時間同步，如上所述PTP從機(jī)在建立頻率同步之后傳送Delay_req，并且接收作為響應(yīng)的Delay_reS，以獲得Delay_req的傳送時間T23和接收時間Tl3。
[0012]在關(guān)于PTP主機(jī)的時間信息Tl和關(guān)于PTP從機(jī)的時間信息Τ2之間的差是時間差的情況下，滿足下面示出的等式(2)和(3)，并且根據(jù)等式(2)和(3)確定也在下面示出的等式⑷。
[0013]接收時間T22-傳送時間Tl2=網(wǎng)絡(luò)延遲+時間差……(2)
[0014]接收時間Tl3-傳送時間T23=網(wǎng)絡(luò)延遲-時間差……(3)
[0015]時間差={(Τ22-Τ13)-(Τ12-Τ23)}/2……(4)
[0016]在PTP從機(jī)中，應(yīng)調(diào)整時間信息T2，使得由等式(4)表示的時間差將為O。[0017]圖2示出在PTP從機(jī)中用于建立時間同步的時間控制裝置的示例結(jié)構(gòu)。
[0018]該時間控制裝置10包括減法單元11、12和13、除法單元14、平均值計算單元15、PID (比例積分微分)處理單元16和時間調(diào)整單元17。
[0019]減法單元11如在上面的等式(2)中所示計算接收時間T22-傳送時間Tl2，并向減法單元13輸出結(jié)果。減法單元12如在上面的等式(3)中所示計算接收時間T23-傳送時間Tl3，并且向減法單元13輸出結(jié)果。減法單元13和除法單元14計算由上面的等式(4)表示的時間差，并向平均值計算單元15輸出結(jié)果。
[0020]平均值計算單元15依序存儲從前一級中的除法單元14輸入的預(yù)定數(shù)目的時間差。每次從除法單元14輸入時間差時，計算輸入的時間差和預(yù)定數(shù)目的存儲的時間差間的平均值并將其輸出到PID處理單元16。
[0021]PID處理單元16從平均值計算單元15接收平均時間差的輸入，計算反饋控制值Π用于對后一級中的時間調(diào)整單元17執(zhí)行PID控制，并且向時間調(diào)整單元17輸出計算結(jié)果。時間調(diào)整單元17基于反饋控制值fl調(diào)整時間信息T2。
[0022]引用列表
[0023]專利文件
[0024]專利文件1:日本專利申請公開N0.2010-190635
【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]本發(fā)明待解決的問題
[0026]當(dāng)諸如視頻信號的高容量分組在PTP主機(jī)和PTP從機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)中流動時，網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生擁塞，并且上面描述的PTP消息的網(wǎng)絡(luò)延遲可能臨時變長。
[0027]在這種情況下，不滿足上面描述的假設(shè)“PTP消息的網(wǎng)絡(luò)延遲不變化而是常數(shù)”。因此，不能通過上面描述的方法準(zhǔn)確地建立頻率同步和時間同步。
[0028]本公開鑒于那些情況做出，并且旨在以高精確度使時間信息與網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)裝置同步。
[0029]問題的解決方法
[0030]作為本公開的一方面的時間控制裝置是這樣的時間控制裝置，其安裝在從機(jī)裝置中，并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步。所述時間控制裝置包括:計算單元，其基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算與所述主機(jī)裝置的時間差和網(wǎng)絡(luò)延遲，所述網(wǎng)絡(luò)延遲指示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段；PID處理單元，其基于所計算的時間差生成反饋控制值f I，所述反饋控制值f I用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制；f0生成單元，其基于所生成的反饋控制值Π生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整單元，其根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值Π或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
[0031]所述調(diào)整單元當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲在從所述最小網(wǎng)絡(luò)延遲值的預(yù)定范圍內(nèi)時，可以根據(jù)所述反饋控制值fl調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息，并且當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲在從所述最小網(wǎng)絡(luò)延遲值的預(yù)定范圍外時，可以根據(jù)所述反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
[0032]所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)滿足預(yù)定條件時生成的反饋控制值f I的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0033]所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差為O時生成的反饋控制值f I的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0034]所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差小于預(yù)定閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0035]所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于預(yù)定閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0036]在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差小于預(yù)定閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值f0，并且在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差為O時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0037]在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差小于第一閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值f0，并且在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的時間差小于比所述第一閾值小的第二閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0038]在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于第一閾值時生成的反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值f0，并且在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元可以通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于比所述第一閾值小的第二閾值時生成的反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值fO。
[0039]作為本公開的一方面的時間控制方法是這樣的時間控制方法，其在安裝在從機(jī)裝置中的時間控制裝置中實現(xiàn)，并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步。所述時間控制方法包括:計算步驟，基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算與所述主機(jī)裝置的時間差和網(wǎng)絡(luò)延遲，所述網(wǎng)絡(luò)延遲指示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段；PID處理步驟，基于所計算的時間差生成反饋控制值Π，所述反饋控制值Π用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制；f0生成步驟，基于所生成的反饋控制值fl生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整步驟，根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值fl或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息，所述步驟由所述時間控制裝置實現(xiàn)。
[0040]作為本公開的一方面的程序是這樣的程序，其由安裝在從機(jī)裝置中的計算機(jī)執(zhí)行，并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步。所述程序使得所述計算機(jī)用作:計算單元，其基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算從所述主機(jī)裝置的時間差和網(wǎng)絡(luò)延遲，所述網(wǎng)絡(luò)延遲指示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段；PID處理單元，其基于所計算的時間差生成反饋控制值fl，所述反饋控制值fl用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制；f0生成單元，其基于所生成的反饋控制值Π生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整單元，其根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值fl或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
[0041]在本公開的一方面中，基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算從所述主機(jī)裝置的時間差和指示經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳遞消息所需的時間段的網(wǎng)絡(luò)延遲。基于所計算的時間差生成反饋控制值fl用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制。基于所生成的反饋控制值Π生成反饋控制值fO。根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值Π或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
[0042]本發(fā)明的效果
[0043]根據(jù)本公開的一方面，可以以高精確度使時間信息與網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)裝置同步。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是示出使用IEEE1588PTP的傳統(tǒng)高精確度時間同步過程的概況的圖。
[0045]圖2是示出傳統(tǒng)時間控制裝置的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0046]圖3是示出應(yīng)用本公開的時間控制裝置的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0047]圖4是示出圖3中示出的fO生成單元的第一示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0048]圖5是用于解釋圖3中示出的時間控制裝置的操作的流程圖。
[0049]圖6是示出圖3中示出的fO生成單元的第二示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0050]圖7是示出計算機(jī)的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實施方式】
[0051]下文是參考附圖的用于實現(xiàn)本公開(在下文中稱為實施例)的最佳模式的詳細(xì)描述。
[0052]在與網(wǎng)絡(luò)中的PTP主機(jī)(主機(jī)裝置)交換PTP消息以使得時間信息與PTP主機(jī)同步的PTP從機(jī)(從機(jī)裝置)中包括作為本公開的實施例的時間控制裝置。假設(shè)在使時間信息與PTP主機(jī)同步之前，PTP從機(jī)的振蕩頻率F2已經(jīng)以高精確度與PTP主機(jī)的振蕩頻率Fl同
止/J/ O
[0053][時間控制裝置的示例結(jié)構(gòu)]
[0054]圖3示出作為實施例的時間控制裝置的示例結(jié)構(gòu)。該時間控制裝置30包括網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31、開關(guān)37、最小值檢測單元38、比較單元39、PID處理單元40、fO生成單元41、選擇器42和時間調(diào)整單元43。
[0055]網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31包括減法單元32到34、除法單元35和加法單元36。
[0056]減法單元32如上面的等式(2)中所示計算接收時間T22-傳送時間Tl2，并向減法單元34和加法單元36輸出結(jié)果。減法單元33如上面的等式(3)中所示計算接收時間T23-傳送時間Tl3，并向減法單元34和加法單元36輸出結(jié)果。減法單元34和除法單元35根據(jù)上面的等式(4)計算時間差，并向開關(guān)37輸出時間差。加法單元36通過將上面的等式(2)與上面的等式(3)相加而計算網(wǎng)絡(luò)延遲X2，并向最小值檢測單元38和比較單元39輸出結(jié)果。[0057]開關(guān)37在比較單元39的控制下接通和斷開，并向PID處理單元40和fO生成單元41輸出從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31的除法單元35輸入的時間差。
[0058]最小值檢測單元38不斷監(jiān)視從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31的加法單元36輸入的網(wǎng)絡(luò)延遲X2。如果輸入值小于存儲的最小值，則存儲的最小值更新為輸入值。最小值檢測單元38還向比較單元39通知存儲的最小值。
[0059]比較單元39基于在最小值檢測單元38中存儲的最小值確定從加法單元36輸入的網(wǎng)絡(luò)延遲X 2是否等于或小于預(yù)定閾值，并且隨后基于確定結(jié)果控制開關(guān)37和選擇器42。具體地，如果確定結(jié)果為肯定的，則開關(guān)37接通，并且選擇器42接通至輸入端42a。另一方面，如果確定結(jié)果為否定的，則開關(guān)37斷開，并且選擇器42接通至輸入端42b。
[0060]PID處理單元40經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31接收時間差的輸入，計算用于對后一級中的時間調(diào)整單元43執(zhí)行PID控制的反饋控制值Π，并且向選擇器42的輸入端42a和fO生成單元41輸出反饋控制值H。
[0061]在從PID處理單元40依序輸入的反饋控制值fl中，fO生成單元41存儲當(dāng)經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31輸入的時間差滿足預(yù)定條件時輸入的反饋控制值fl。fO生成單元41還通過獲得存儲的反饋控制值fI的平均值而計算反饋控制值fO,并且向選擇器42的輸入端42b輸出反饋控制值fO。
[0062]在比較單元39的控制下，選擇器42向時間調(diào)整單元43輸出輸入到輸入端42a的反饋控制值Π或輸入到輸入端42b的反饋控制值fO。時間調(diào)整單元43調(diào)整基于反饋控制值fO或反饋控制值fl調(diào)整關(guān)于內(nèi)部時鐘的時間信息T2。
[0063][fO生成單元41的第一示例結(jié)構(gòu)]
[0064]圖4示出fO生成單元41的第一示例結(jié)構(gòu)。
[0065]fO生成單元41的第一示例結(jié)構(gòu)包括時序生成單元50、鎖存器51、延遲單元52_1到52-N以及平均值計算單元53。
[0066]時序生成單元50監(jiān)視經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31輸入的時間差，并且當(dāng)時間差為O時向鎖存器51輸出控制信號。
[0067]在從PID處理單元40依序輸入的反饋控制值f I中，鎖存器51向延遲單元52_1和平均值計算單元53輸出當(dāng)從時序生成單元50輸入控制信號時輸入的反饋控制值fl。
[0068]當(dāng)從鎖存器51輸入反饋控制值f I時，延遲單元52-1向后一級中的延遲單元52_2和平均值計算單元53輸出目前在其中存儲的反饋控制值fl，并且存儲從鎖存器51輸入的反饋控制值fl。同樣，當(dāng)從前一級輸入反饋控制值fl時，延遲單元52-1到52-N中的每一個向后一級輸出目前在其中存儲的反饋控制值Π，并且存儲從前一級輸入的反饋控制值fl。
[0069]平均值計算單元53計算從鎖存器51和延遲單元52-1到52-N輸入的(N+1)個反饋控制值fl的平均值，并向選擇器42的輸入端42b輸出平均值。
[0070]當(dāng)時間差為O時時序生成單元50可以不向鎖存器51輸出控制信號，而當(dāng)時間差小于預(yù)定閾值時向鎖存器51輸出控制信號?？商鎿Q地，由加法單元36計算的網(wǎng)絡(luò)延遲可以輸入到時序生成單元50，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲小于預(yù)定閾值時可以向鎖存器51輸出控制信號。
[0071][操作的描述]
[0072]然后，描述時間控制裝置30的操作。圖5是用于解釋由時間控制裝置30執(zhí)行的時間控制過程的流程圖。
[0073]該時間控制過程以規(guī)則的間隔執(zhí)行。步驟SI中，網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31的減法單元32如上面的等式(2)中所示計算接收時間T22-傳送時間Tl2，并向減法單元34和加法單元36輸出結(jié)果。步驟S2中，減法單元33如上面的等式(3)中所示計算接收時間T23-傳送時間Tl3，并向減法單元34和加法單元36輸出結(jié)果。
[0074]步驟S3中，減法單元34和除法單元35根據(jù)上面的等式(4)計算時間差，并向開關(guān)37輸出結(jié)果。加法單元36通過將上面的等式(2)與上面的等式(3)相加而計算網(wǎng)絡(luò)延遲X 2，并向最小值檢測單元38和比較單元39輸出結(jié)果。
[0075]步驟S4中，比較單元39基于在最小值檢測單元38中存儲的最小值確定從加法單元36輸入的網(wǎng)絡(luò)延遲X2是否等于或小于預(yù)定閾值。如果此時確定結(jié)果為肯定的，則過程前進(jìn)到步驟S5。
[0076]步驟S5中，開關(guān)37在比較單元39的控制下接通。基于經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31輸入的時間差，PID處理單元40計算用于對時間調(diào)整單元43執(zhí)行PID控制的反饋控制值Π，并且向選擇器42的輸入端42a和fO生成單元41輸出反饋控制值
flo
[0077]步驟S6中，fO生成單元41還基于從PID處理單元40依序輸入的反饋控制值Π計算反饋控制值f0，并向選擇器42的輸入端42b輸出反饋控制值fO。
[0078]步驟S7中，選擇器42在比較單元39的控制下接通至輸入端42a，并向時間調(diào)整單元43輸出反饋控制值fl。步驟S8中，時間調(diào)整單元43基于反饋控制值fl調(diào)整關(guān)于內(nèi)部時鐘的時間信息T2。
[0079]如果步驟S4中的確定結(jié)果否定的，則過程前進(jìn)到步驟S9。步驟S9中，開關(guān)37在比較單元39的控制下斷開。此外，選擇器42在比較單元39的控制下接通至輸入端42b，并向時間調(diào)整單元43輸出步驟S6中生成的反饋控制值fO。時間控制過程隨后結(jié)束。
[0080]如上所述，在由時間控制裝置30執(zhí)行的時間控制過程中，即使在網(wǎng)絡(luò)延遲較長的情況下(或在網(wǎng)絡(luò)延遲X 2等于或大于預(yù)定閾值的情況下)，時間調(diào)整單元43基于當(dāng)時間差為O時獲得的作為反饋控制值fl的平均值的反饋控制值fO來調(diào)整時間信息T2。因此，可以使得來自關(guān)于主機(jī)裝置的時間信息Tl的差小于其中當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延遲較長時不執(zhí)行時間調(diào)整(或其中網(wǎng)絡(luò)延遲X 2等于或大于預(yù)定閾值)的傳統(tǒng)情況。
[0081][fO生成單元41的第二示例結(jié)構(gòu)]
[0082]圖6示出fO生成單元41的第二示例結(jié)構(gòu)。
[0083]fO生成單元41的第二示例結(jié)構(gòu)包括計數(shù)器61、比較單元62、第一時序生成單元63、第二時序生成單元64、鎖存器51、延遲單元52-1到52-N以及平均值計算單元53。
[0084]計數(shù)器61在時間控制裝置30的操作開始時復(fù)位為O。此后，每次從PID處理單元40輸入反饋控制值f I時，計數(shù)器61將其計數(shù)器值遞增I，并向比較單元62通知計數(shù)值。比較單元62將計數(shù)器61的計數(shù)值與預(yù)定固定值相比較，并使得第一時序生成單元63或第二時序生成單元64根據(jù)比較結(jié)果而操作。具體地，在計數(shù)值超過預(yù)定固定值之前使得第一時序生成單元63操作，而在計數(shù)值超過預(yù)定固定值之后使得第二時序生成單元64操作。
[0085]第一時序生成單元63監(jiān)視經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31輸入的時間差，并且當(dāng)時間差小于預(yù)定閾值(正值)時向鎖存器51輸出控制信號。[0086]第二時序生成單元64監(jiān)視經(jīng)由開關(guān)37從網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元31輸入的時間差，并且當(dāng)時間差為O時向鎖存器51輸出控制信號。
[0087]鎖存器51、延遲單元52-1到52_N以及平均值計算單元53與圖4中示出的fO生成單元41的第一示例結(jié)構(gòu)相同，并且因此，在此不重復(fù)其解釋。
[0088]在fO生成單元41的第二示例結(jié)構(gòu)中，在時間控制裝置30的操作開始時在初始級中生成用于鎖存器51的控制信號的頻率高于圖4中示出的fO生成單元41的第一示例結(jié)構(gòu)。因此，可以更快地生成反饋控制值fO。此時生成的反饋控制值fO并非基于關(guān)于時間差O的反饋控制值Π，并且每個反饋控制值f I包括誤差(正/負(fù)隨機(jī)分布)。然而，反饋控制值fO是反饋控制值fl的平均值，并且因此，可以預(yù)計誤差彼此消除和減小。
[0089]鑒于此，在網(wǎng)絡(luò)延遲X 2大于基于在最小值檢測單元38中存儲的最小值的預(yù)定閾值，并且反饋控制值fO輸入到時間調(diào)整單元43的情況下，可以在比第一示例結(jié)構(gòu)中時間調(diào)整短的時間段中執(zhí)行時間調(diào)整。
[0090]此外，在網(wǎng)絡(luò)延遲X 2等于或小于基于在最小值檢測單元38中存儲的最小值的預(yù)定閾值，并且反饋控制值fl輸入到時間調(diào)整單元43的情況下，可以以與第一示例結(jié)構(gòu)相同的精確度執(zhí)行時間調(diào)整。
[0091]在上面描述的示例中，第一時序生成單元63確定時間差是否小于預(yù)定閾值，并且第二時序生成單元64確定時間差是否為O。然而，第一時序生成單元63可以確定時間差是否小于預(yù)定第一閾值，并且第二時序生成單元64可以確定時間差是否小于比第一閾值小的第二閾值。
[0092]可替換地，第一時序生成單元63可以確定網(wǎng)絡(luò)延遲是否小于預(yù)定第一閾值，并且第二時序生成單元64可以確定網(wǎng)絡(luò)延遲是否小于比第一閾值小的第二閾值。
[0093]可以利用硬件或軟件執(zhí)行時間控制裝置30的上面描述的一系列處理。在利用軟件執(zhí)行一系列處理的情況下，將形成軟件的程序安裝到計算機(jī)中。在此，計算機(jī)可以是并入專用硬件的計算機(jī)，或可以是當(dāng)在其中安裝了各種類型的程序時可以執(zhí)行各種類型的功能的通用計算機(jī)。
[0094]圖7是示出根據(jù)程序執(zhí)行上面描述的一系列處理的計算機(jī)硬件示例結(jié)構(gòu)的框圖。
[0095]在計算機(jī)中，CPU (中央處理單元)10UR0M (只讀存儲器)102和RAM (隨機(jī)訪問存儲器)103通過總線104彼此連接。
[0096]輸入/輸出接口 105進(jìn)一步連接到總線104。輸入單元106、輸出單元107、存儲單元108、通信單元109和驅(qū)動器110連接到輸入/輸出接口 105。
[0097]輸入單元106由鍵盤、鼠標(biāo)和麥克風(fēng)等形成。輸出單元107由顯示器和揚聲器等形成。存儲單元108由硬盤或非易失性存儲器等形成。通信單元109由網(wǎng)絡(luò)接口等形成。驅(qū)動器110驅(qū)動諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器的可移除介質(zhì)。
[0098]在具有上面描述的結(jié)構(gòu)的計算機(jī)中，CPU101經(jīng)由輸入/輸出接口 105和總線104將在存儲單元108中存儲的程序加載到RAM103中，并且執(zhí)行所述程序，使得執(zhí)行上面描述的一系列處理。
[0099]例如，由計算機(jī)(CPU101)執(zhí)行的程序可以記錄在作為要提供的封裝介質(zhì)的可移除介質(zhì)111上?？商鎿Q地，可以經(jīng)由諸如局域網(wǎng)、因特網(wǎng)或數(shù)字衛(wèi)星廣播的有線或無線傳送介質(zhì)提供所述程序。[0100]在計算機(jī)中，當(dāng)將可移除介質(zhì)111裝載在驅(qū)動器110上時，所述程序可以經(jīng)由輸入/輸出接口 105安裝到存儲單元108中。所述程序還可以經(jīng)由有線或無線傳送介質(zhì)由通信單元109接收，并且安裝到存儲單元108中。此外，所述程序可以預(yù)先安裝到R0M102或存儲單元108中。
[0101]由計算機(jī)執(zhí)行的程序可以是用于根據(jù)在此說明書中描述的序列按時間順序執(zhí)行處理的程序，或者可以是用于并行執(zhí)行處理或必要時(諸如當(dāng)存在調(diào)用時)執(zhí)行處理的程序。
[0102]本公開的實施例不限于上面描述的實施例，并且可以做出各種改變，而不背離本公開的范圍。
[0103]參考標(biāo)號列表
[0104]30時間控制裝置
[0105]31網(wǎng)絡(luò)延遲/時間差計算單元
[0106]32-34減法單元
[0107]35除法單元
[0108]36加法單元
[0109]37 開關(guān)
[0110]38最小值檢測單元
[0111]39比較單元
[0112]40 PID處理單元
[0113]41 fO生成單元
[0114]42選擇器
[0115]43時間調(diào)整單元
[0116]50時序生成單元
[0117]51鎖存器
[0118]52延遲單元
[0119]53平均值計算單元
[0120]61計數(shù)器
[0121]62比較單元
[0122]63第一時序生成單元
[0123]64第二時序生成單元
【權(quán)利要求】
1.一種時間控制裝置，其安裝在從機(jī)裝置中，并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步， 所述時間控制裝置包括: 計算單元，其被配置為基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算網(wǎng)絡(luò)延遲以及與所述主機(jī)裝置的時間差，所述網(wǎng)絡(luò)延遲指示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段； PID處理單元，其被配置為基于所計算的時間差生成反饋控制值Π，所述反饋控制值fl用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制； fO生成單元，其被配置為基于所生成的反饋控制值Π生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整單元，其被配置為根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值Π或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
2.如權(quán)利要求1所述的時間控制裝置，其中， 當(dāng)所計算 的網(wǎng)絡(luò)延遲在從最小網(wǎng)絡(luò)延遲值起的預(yù)定范圍內(nèi)時，所述調(diào)整單元根據(jù)所述反饋控制值Π調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息，以及， 當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲在從所述最小網(wǎng)絡(luò)延遲值起的預(yù)定范圍外時，所述調(diào)整單元根據(jù)所述反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
3.如權(quán)利要求2所述的時間控制裝置，其中，所述fO生成單元通過計算當(dāng)滿足預(yù)定條件時生成的多個反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
4.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差為O時生成的多個反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
5.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差小于預(yù)定閾值時生成的多個反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值fO。
6.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于預(yù)定閾值時生成的多個反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO。
7.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中， 在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差小于預(yù)定閾值時生成的多個反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值f0，以及， 在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差為O時生成的多個反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值fO。
8.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中， 在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差小于第一閾值時生成的多個反饋控制值Π的平均值而生成所述反饋控制值fO，以及， 在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的時間差小于比所述第一閾值小的第二閾值時生成的多個反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值fOo
9.如權(quán)利要求3所述的時間控制裝置，其中， 在預(yù)定操作開始時段期間，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于第一閾值時生成的多個反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值f0，以及， 在所述預(yù)定操作開始時段之后，所述fO生成單元通過計算當(dāng)所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲小于比所述第一閾值小的第二閾值時生成的多個反饋控制值fl的平均值而生成所述反饋控制值fO。
10.一種時間控制方法，其在時間控制裝置中實現(xiàn)，所述時間控制裝置安裝在從機(jī)裝置中并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步， 所述時間控制方法包括: 計算步驟，基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算網(wǎng)絡(luò)延遲以及與所述主機(jī)裝置的時間差，所述網(wǎng)絡(luò)延遲指示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段；PID處理步驟，基于所計算的時間差生成反饋控制值Π，所述反饋控制值Π用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制； fO生成步驟，基于所生成的反饋控制值fl生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整步驟，根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值fl或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息， 所述步驟由所述時間控制裝置實現(xiàn)。
11.一種程序，其由計算機(jī)執(zhí)行，所述程序安裝在從機(jī)裝置中并且使時間信息與所述從機(jī)裝置經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到的主機(jī)裝置同步， 所述程序使得所述計算機(jī)用作: 計算單元，其被配置為基于與所述主機(jī)裝置交換的消息的傳送時間和接收時間計算網(wǎng)絡(luò)延遲以及與所述主機(jī)裝置的時間差，所述網(wǎng)絡(luò)延遲表示經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)傳遞所述消息所需的時間段； PID處理單元，其被配置為基于所計算的時間差生成反饋控制值Π，所述反饋控制值fl用于對關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息執(zhí)行反饋控制； fO生成單元，其被配置為基于所生成的反饋控制值π生成反饋控制值fO ;以及調(diào)整單元，其被配置 為根據(jù)基于所計算的網(wǎng)絡(luò)延遲選擇的所述反饋控制值Π或反饋控制值fO調(diào)整關(guān)于所述從機(jī)裝置的時間信息。
【文檔編號】H04L7/00GK103842917SQ201280047854
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】浜松俊彥, 染谷郁男, 兒島俊明 申請人:索尼公司