用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方法和装置

摘要

一种用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方法和装置。本发明公开一种用于在连接到音频视频桥接(AVB)以太网通信网络的节点中提供时间同步的方法，该方法包括以下步骤：从相邻节点接收静态通告消息并组成静态超主时钟表；当同步消息定时器期满时参考静态超主时钟表重新选择超主时钟；以及根据超主时钟的重新选择来更新静态超主时钟表。该方法在音频视频桥接(AVB)以太网通信网络中可迅速时间同步并使网络负载减至最小。

说明书

技术领域

本公开涉及用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方法和 装置，并且更特别地涉及用于在可使用音频视频桥接(AVB：audiovideo bridging)以太网静态超主时钟表(staticgrandmastertable)迅速选择 超主时钟(grandmaster)的车载以太网通信网络中，提供时间同步的 方法和装置。

背景技术

现在市售的车辆中，提供改善驾驶者方便和安全的各种电子控制 设备，并且主要提供用于在这些电子控制设备之间通信的车载通信网 络。

特别地，随着车载电子控制器的数目持续地增加和电子控制器可 以与各种外部设备互相配合，传统的车载通信网络超载并且线束的成 本增加。

而且，随着消费者对高质量图像和音频数据的需求以及使用应用 程序的图像增加，带宽扩展的必要性增加。

因此，许多车辆制造商考虑引进以太网作为车载通信网络 (in-vehiclecommunicationnetwork)，而且一些车辆制造商大量生 产基于以太网的全景式监控器(AVM：aroundviewmonitor)系统。

一般以太网包括多个局域网(LAN：localareanetwork)和用于在 LAN之间互连的多个桥接器(bridge)。

以太网的特征在于多个节点使用载波侦听多址访问/冲突检测 (CSMA/CD：carriersensemultipleaccess/collisiondetection)协议有竞 争力地尝试接近共同的介质。然而，由于所有通信量(traffic)都被给 予相同的优先级并且节点通过竞争来传输它们自己的通信量，所以 CSMA/CD协议不适合传输对传输时间延迟敏感的多媒体数据，诸如 活动图像和音频数据。

因此，以太网使用网络上所有节点的时间同步(time synchronization)，用于传输对传输时间延迟敏感的多媒体数据。

在传输协议层标准，诸如IEEE1722中，现在正在开发用于传输 对流时间(streamingtime)敏感的音频或视频信号的音频视频桥接 (AVB)标准。在AVB标准中，要开发传输质量保证技术从而在以 太网上有效地传输多媒体流，诸如音频或视频数据。

如上所述，传统的LAN，特别地，其代表性技术即以太网，从根 本上使用基于帧的包交换(frame-basedpacketswitching)，而因此在 提供有效质量保证传输上有困难。为了解决这样的缺点，首先开发出 了在IEEE802.2中命名为同步以太网或住宅以太网的AVB，并且现在 正在开发在IEEE802.1中在不显著影响传统非同步包交换范例的范围 内在桥接器上实现类似技术的方法。

从根本上，在IEEE802.1中AVB技术使用执行包交换的传统以 太网桥接器使得能够实现同步通信量传输，并且重要的是在指定的地 理范围内桥接器的时钟是同步的。当桥接器的时钟同步时，可在桥接 器之间按指定的时间间隔在精确的期望时间传输具有标准大小的以太 网帧。因此，应用这样基本构思的桥接器网(bridgemesh)可用作用 于稳定地传输同步通信量的基础设施。

例如，IEEE1588精密时间协议(PTP：precisiontimeprotocol) 是遍及所有开放系统互连(OSI：opensystemsinterconnection)层都可 操作的时间同步标准，而IEEE802.1AS是仅支持OSI第2层，即数据 链路层的配置文件(profile)的时间同步标准。如果IEEE802.1AS应 用于第2层设备，诸如桥接器或交换机(switch)，那么可配置OSI 第2层时间同步网络。

在IEEE802.1AS中各设备之间的时间同步方法中，传输侧和接收 侧使用包括时间同步信息的时间戳同步，并且为了执行时间同步，从 网络中的设备之间选择的提供参考时间的超主时钟(GM： grandmaster)，并且所选择超主时钟的本地时间通过通告消息 (announcementmessage)被传输到其它设备，以便设备使用该本地时 间作为参考时间。特别地，测量在传输终端机处特定消息的传输时间 点和接收终端机处消息的接收时间点之间的传输延迟时间，且由此， 校正接收终端机的参考时间。这里，超主时钟将通告消息传输到所有 的其它设备，由此给这些设备传输它自己的存在和作为提供参考时间 的设备的有效性的比较值。

换言之，超主时钟是IEEE802.1AS计时树的最高节点并周期性地 传输当前时间信息到下级节点。

在IEEE802.1AS中，定义了用于确定超主时钟和获得时间同步的 过程、用于在网络中使用多个控制消息搜索所有设备和控制到链路的 途径的过程、用于通过通告消息持续地确认连接状态的过程等。

然而，在传统的IEEE802.1AS中，如果充当超主时钟的桥接器不 正常操作，那么通过最佳主时钟算法(BMCA：bestmasterclock algorithm)再设置新的超主时钟。因此，在以太网网络上增加通信量 并且在系统上需要长时间来重新配置时间同步。

发明内容

因此，本发明针对用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的 方法和装置，所述方法和装置基本上消除了由于现有技术的限制和缺 点造成的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供用于在车载以太网通信网络中提供时间 同步的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供用于在车载以太网通信网络中提供时 间同步的方法和装置，其中可在音频视频桥接(AVB)以太网通信网 络中使用静态超主时钟表迅速获得时间同步。

本发明的另一个目的是提供用于在车载以太网通信网络中提供时 间同步的方法和装置，其中当在具有相同时间源的桥接器和终端机之 间执行初始时间同步过程时可组成静态超主时钟表，且当超主时钟不 存在时可使用组成的静态超主时钟表迅速选择新的超主时钟。

本发明的另一个目的是提供用于在车载以太网通信网络中提供时 间同步的方法和装置，其中当重新选择超主时钟时，在以太网网络上 为通信量和时间同步花费的时间可被最小化。

本发明的另外优点、目的和特征将在下面的描述中部分地陈述， 并且当本领域普通技术人员检查下面的内容时将部分地变得明显，或 可从本发明的实践中学习。本发明的目标和其它优点可由在书面描述 和其权利要求书以及附图中特别指出的结构实现和达成。

为实现如在本文中实施的和概括地描述的这些目标和其它优点并 且根据本发明的目的，提供用于在连接到音频视频桥接(AVB)以太 网通信网络的节点中提供时间同步的方法，该方法包括以下步骤：从相 邻节点接收静态通告消息并组成静态超主时钟表；当同步消息定时器期 满时参考静态超主时钟表重新选择超主时钟；以及根据超主时钟的重新 选择来更新静态超主时钟表。

在本发明的另一个方面，提供计算机可读记录介质，其具有记录在 其中的实施该方法的的程序。

在本发明的另一个方面，提供用于在连接到音频视频桥接(AVB) 以太网通信网络的节点中提供时间同步的装置，该装置包括：从相邻节 点接收静态通告消息并组成静态超主时钟表的单元、当同步消息定时器 期满时参考静态超主时钟表重新选择超主时钟的单元、以及根据超主时 钟的重新选择来更新静态超主时钟表的单元。

应该理解，本发明的前面一般描述和下面详细描述两者都是示例 性的和解释性的，且旨在提供如所要求的本发明的进一步解释。

附图说明

附图被包括以提供本发明的进一步理解且并入并组成本申请一部 分，这些附图示出本发明的实施例，并且与具体实施方式一起用来解 释本发明的原理。在附图中：

图1是示出在IEEE802.1AS中定义的传统消息报头结构的视图；

图2是示出在IEEE802.1AS中定义的传统通告消息 (announcementmessage)的结构的视图；

图3是示出在IEEE802.1AS中传统通告消息比较过程和端口分配 方法的视图；

图4是示出在IEEE802.1AS中传统时间同步过程的视图；

图5是示出传统超主时钟选择和通告消息传输过程的流程图；

图6是示出基于IEEE802.1AS的节点之间时间同步方法的视图；

图7是示出基于IEEE802.1AS的时间同步过程的流程图；

图8是根据本发明的一个实施例示出静态超主时钟表生成过程的流 程图；

图9是根据本发明的一个实施例示出静态通告消息的结构的视图；

图10是根据本发明的一个实施例示出ClockIdentity字段的格式的视 图；

图11是根据本发明的一个实施例示出AVB以太网消息(帧)的结 构的视图；

图12是根据本发明的一个实施例示出静态超主时钟表的视图；

图13是说明当根据本发明的一个实施例的时间同步失败时用于重 新选择超主时钟的比较参数的表格；

图14和图15是根据本发明的一个实施例示出用于使用静态通告消 息给端口分配地位的方法的流程图；

图16是根据本发明的另一个实施例示出用于使用静态通告消息重 新选择超主时钟的过程的流程图；以及

图17是根据本发明的另一个实施例示出用于使用静态通告消息重 新选择超主时钟的过程的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，这些优选实施例的示例在附 图中示出。在下面描述中使用的元件中的后缀“模块”和“单元”仅 考虑说明书易于准备而被给出或一起使用，并且没有特殊的意义或功 能。

以下，虽然本发明的一个实施例将所有元件示为被结合的，但是本 发明的实施例并不限于此。换言之，所有元件中的一个或多个可在本 发明的范围内选择性地结合。进一步地，所有元件可由独立的硬件部 分分别实施，或元件中的一些可选择性地结合且因此由具有在多个硬 件部分中执行所述结合元件功能的程序模块的计算机程序实施。可由 本领域技术人员容易地推断构成计算机程序的代码或代码段。这样的 计算机程序储存在计算机可读存储介质中，且由计算机读取和执行， 因此能够实施本发明的实施例。计算机程序的存储介质可包括磁记录 介质、光记录介质、载波介质等。

而且，应理解在说明书中的术语“包括”、“组成”或“具有”意 指可包括对应的元件并且还可以包括除该元件外的其它元件。应理解， 包括技术或科学术语在内的所有术语的含义与如由本领域技术人员一 般理解的含义相同。一般使用的术语，诸如字典中定义的术语，可理 解为具有与该领域中使用的含义相一致的含义，并且不能理解为具有 理想的或过于拘泥形式的含义。

而且，在本发明的元件的描述中，可使用术语“第一”、“第二”、 “A”、“B”、“(a)”、“(b)”等。这些术语仅用于区分一个 元件与其它元件，且对应元件的性质、顺序或序列并不受这些术语的 限制。如果说元件“连接到”另一个元件或与另一个元件“结合”或 “耦合”，那么应理解前者可直接连接到后者或与后者结合或在两个 元件之间可插入其它元件。

以下，参考图1至图5，简要描述在IEEE802.1AS中定义的传统 时间同步方法。

在IEEE802.1AS中，定义用于网络时间同步的消息的报头结构、 通告消息的结构、用于选择提供参考时间信息的超主时钟的方法、用 于在交换机中给各端口分配地位的方法等。

图1是示出在IEEE802.1AS中定义的传统消息报头结构的视图， 并且图2是示出在IEEE802.1AS中定义的传统通告消息的结构的视 图。

通告消息可包括选择超主时钟所必需的信息，诸如 currentUtcOffset、grandmasterPriority1、grandmasterPriority2、 grandmasterClockQuality、grandmasterIdentity等。以下，为了方便说明， 选择超主时钟所必需的信息将被称为参考时间信息。图3是示出在 IEEE802.1AS中传统通告消息比较过程和端口分配方法的视图。

在网络上所有有资格的站点可配置包括它自己的参考时间信息的 通告消息，然后将通告消息传输到其它站点。这里，具有最高质量时 钟的站点可被选择为超主时钟。换言之，当每个站点从其它站点接收 通告消息时，该站点可通过比较包括在所接收的通告消息中的参考时 间信息和它自己的参考时间信息来选择具有最高优先级和精确度的站 点作为其超主时钟。当然，如果这样的站点的参考时间比其它站点的 参考时间更精确，那么该站点可确定它自己被选择为超主时钟。

选择为超主时钟的该站点的所有端口用于将参考时间信息传输到 其它站点。以下，为了方便说明，将用于传输超主时钟参考时间信息 的超主时钟端口定义为主端口。另一方面，将连接到主端口并用于接 收超主时钟参考时间信息的其它站点端口定义为从端口。

如图3示例性所示，当每个站点接收其它站点的通告消息时，该站 点可通过将其它站点的参考时间信息，诸如grandmasterIdentity、 grandmasterPriority1、clockclass、clockAccuracy、 offsetScaledLogVariance、grandmasterPriority2、StepsRemoved、 SourcePortIdentity等字段的值，与它自己的参考时间信息相比较，来确 认该站点和其它站点之间的优先级(priority)和精确度(accuracy)， 然后确定哪个站点被选择为超主时钟。例如，如果确定站点A被选择 为超主时钟，那么站点A给其所有的端口分配主端口地位(role)。另 一方面，如果确定另一个站点被选择为超主时钟，那么站点A给其从 超主时钟接收时间同步消息的端口分配从端口地位，并给其将它自己 的时间同步消息传输到下级节点的端口分配主端口地位。另一方面， 端节点(endnodes)给其所有端口分配从端口地位。

图4是示出在IEEE802.1AS中传统时间同步过程的视图。

更详细而言，图4示出在使用桥接器的星型拓扑网络结构中的时间 同步过程。

通常，桥接器是互连两个LAN且在OSI参考模型的数据链路层中 操作的通信网络互连设备。

桥接器可用于：(1)当扩展通信网络的范围和长度时、(2)当较 大数量的设备连接到通信网络时、(3)当需要降低由连接到通信网络 的过大数量的设备引起的瓶颈状态时、(4)当互连由不同物理介质(通 信线路)组成的通信网络时、(5)当互连不同拓扑结构诸如以太网和 令牌环(TokenRing)的通信网络时，等等。

参考图4，假定通过初始时间同步过程选择交换机E400作为超主 时钟。交换机E400可周期性地生成包括它自己的参考时间信息的通告 消息，并将生成的通告消息传输到桥接器450。此后，桥接器450可将 接收到的通告消息传输到交换机A410、交换机B420、交换机C430 和交换机D440。

特别地，桥接器450可通过分析包括在接收到的通告消息中的时间 信息识别提供最精确时间信息的交换机，并仅将从识别出的交换机接 收的通告消息传输到从节点。

图5是示出传统超主时钟选择和通告消息传输过程的流程图。

参考图5，交换机1510至交换机4540中的每个将它自己的通告 消息传输到与其相连接的交换机，在每个交换机上通过参考时间信息 比较过程选择超主时钟，并根据选择结果给它自己的端口分配地位 (role)(操作S501)。如图5中示例性所示，假定选择交换机3530 作为超主时钟。

此后，交换机3530周期性地例如以1秒的周期生成通告消息，并 通过主端口将生成的通告消息传输到交换机2520和交换机4540，且 交换机2520通过它自己的主端口将接收到的通告消息传输到交换机1 510(操作S502)。换言之，被选为超主时钟的站点可通过通告消息向 其它站点通知超主时钟的存在和它自己的参考时间的优越性。

图6是示出基于IEEE802.1AS的节点之间时间同步方法的视图。

参考图6，801.1AS设备(超主时钟；GM)610通过时钟主端口 611将同步消息(同步的消息；Syncmessage)和校正后续消息 (correctionfollow-upmessage)(以下简称为后续消息)传输到另一 个801.1AS设备(桥接器)620的时钟从端口624。

此后，801.1AS设备(桥接器)620通过时钟主端口621、622 和623将基于电缆和桥接器延迟的时间校正信息通过后续消息传输到 其它801.1AS设备(端点或桥接器)630、640和650的时钟从端口631、 641和651。这里，后续消息是在传输同步消息之后在指定时间传输的 消息。

时间校正信息可包括时间戳信息、邻近率比信息和校正字段信息， 该时间戳信息包括链接延迟信息和传播时间延迟信息。

当每个801.1AS设备接收到后续消息时，801.1AS设备基于接收 到的后续消息更新时间戳信息、校正字段信息和邻近率比信息，并通 过它自己的时钟主端口传输包括更新信息的后续消息。

图7是示出基于IEEE802.1AS的时间同步过程的流程图。

参考图7，当接收桥接器接收到同步消息时，驱动指定的同步定时 器，并且当在同步定时器期满之前桥接器没有接收到另一个同步消息 时，可确定当前超主时钟不正常操作。换言之，接收桥接器可将超主 时钟当作处于不存在状态并且基于最佳主时钟选择算法(BMSA)开始 超主时钟重新选择过程。这里，在BMSA过程中，网络上的所有节点 通过它们自己的主端口将通告消息传输到相邻节点，识别提供最精确 参考时间的节点，并将识别的节点选择作为新的超主时钟，如图5示 例性所示。

这里，通告消息的定时器期满间隔，例如2秒(即，2个通告间隔， 通告消息间隔为1秒)，比同步信息的定时器期满间隔，例如0.125*3 秒(3个同步间隔，同步信息间隔为1/8秒)更长。因此，为了确定超 主时钟是否正常操作，应用同步消息的定时器期满间隔。

特别地，在IEEE802.1AS中，比较所有涉及参考时间的信息，诸 如CurrentUtcOffset、Priority1、Priority2、ClockQuality、 grandmasterIdentity、StepsRemoved等，且使用如下的BMSA：其用于 通过再一次将比较结果和ClockGlass值的大小相比较来确定各设备端 口的地位。

根据BMSA，各设备使用通告消息将包括多个消息字段的参考时 间信息传输到所有从端口。此后，通过比较从带有它自己内部时间信 息的已接收的通告消息中提取的参考时间信息，接收通告消息的设备 确定可提供更精确参考时间的设备为超主时钟，并根据确定结果给各 端口分配地位。

如果配置限制的范围内的通信环境，诸如需要时间同步的小规模网 络或车载网络，那么所有设备可根据需要使用共同的时间源。

然而，照惯例，所有设备可能使用不同的时间源，并且如果在这样 的环境下根据超主时钟的不存在(或超主时钟的反常操作)执行网络 时间同步，那么各设备执行BMCA并比较所有涉及参考时间的信息， 且因此收敛时间(意指在将通告消息传输到其它桥接器和终端机之前 执行比较过程花费的时间)被延长。

而且，照惯例，随着用于重配置(或重新选择)超主时钟的通告消 息从各节点被传输到相邻节点，在网络上通信量迅速增加。

图8是根据本发明的实施例示出静态超主时钟表生成过程的流程 图。

参考图8，可预先将静态超主时钟序号分配给配置车载以太网通信 网络的各节点(操作S801)。

当开始初始时间同步过程时，每个节点通过它自己的主端口传输包 括ClockIdentity的静态通告消息，该ClockIdentity包括媒体访问控制 (MAC：mediaaccesscontrol)地址和对应节点的静态超主时钟序列信 息(操作S803)。

已接收静态通告消息的节点通过比较包括在静态通告消息中的静 态超主时钟序列信息和被分配给它自己的静态超主时钟序列信息，来选 择超主时钟，并且该节点给它自己的端口和相邻节点的端口分配地位。 这里，超主时钟的选择结果和关于给对应节点的端口与相邻节点的端口 分配地位的信息可组成静态超主时钟表并保存在静态超主时钟表中(操 作S805)。

此后，确定超主时钟重配置是否是必要的(操作S807)。作为判断 的结果，如果超主时钟重配置是必要的，那么每个节点可参考组成的静 态超主时钟表，执行新的超主时钟选择过程(操作S809)。

另一方面，作为在操作S807中判断的结果，如果超主时钟重配置 是不必要的，那么每个节点可使用通过其从端口接收的同步消息校正它 自己的内部参考时间(操作S811)。

特别地，根据本发明的组成车载以太网通信网络的节点可使用相同 的时间源，并使用静态通告消息执行时间同步过程，该静态通告消息包 括与在IEEE802.1AS中定义的传统通告消息相比较少数量的字段，即， 具有较小的大小。

将参考附图更加清晰地描述应用于本发明的静态超主时钟表和静 态通告消息的结构。

图9是根据本发明的一个实施例示出静态通告消息的结构的视图。

参考图9，静态通告消息900可包括报头字段(Header)910、 ClockIdentity字段920、stepsRemoved字段930、时间源字段(timeSource) 940和路径追踪TLV(PathtraceTLV)字段950。

根据本发明，静态通告消息900的大小为49+8N字节，并且与图2 中所示的在IEEE802.1AS中定义的传统通告消息相比，静态通告消息 900不包括currentUtcOffeset字段、grandmasterPriority1字段、 grandmasterClockQuality字段和grandmasterPriority2字段。

而且，静态通告消息900包括ClockIdentity字段920，而不是传统 通告消息的grandmasterIdentity字段。

根据本发明，时间源字段940可如附图标记960所示那样定义。

图10是根据本发明的一个实施例示出ClockIdentity字段的格式的视 图。

参考图10，ClockIdentity字段920包括6个高位字节的MAC地址 字段921和2个低位字节的静态超主时钟序号字段922。这里，在超主 时钟重新选择中可将静态超主时钟序号字段922用作确定超主时钟选择 优先级的索引。例如，在将值分配给静态超主时钟序号字段(Static GrandMasterSequenceNumberfields)922的正常操作的节点之中，具有 静态超主时钟序号字段922的最小值的节点在超主时钟重新选择过程的 时候可被选择为新的超主时钟。

例如，不同于基于IEEE802.1AS的传统方法，本发明的方法可使用 相同的时间源，且因此使用ClockIdentity字段920的静态超主时钟序号 字段922而不是其它字段选择新的超主时钟，因此缩短了超主时钟重配 置花费的时间。

图11是根据本发明的一个实施例示出AVB以太网消息(帧)的结 构的视图。

参考图11，AVB以太网帧1100包括目的地址字段(destination addressfield)、源地址字段、802.1Q标记字段(802.1Qtagfield)、以 太网-类型(Ehter-Type)字段、有效载荷字段(payloadfield)和帧检验 序列(FCS：framechecksequence)字段。这里，根据本发明，静态通 告消息900在其被插入到有效载荷字段1110中的条件下传输。

图12是根据本发明的一个实施例示出静态超主时钟表的视图。

参考图12，当在AVB以太网通信网络中使用相同的时间源执行初 始时间同步过程时，静态超主时钟表1200可由每个节点生成并维持， 且静态超主时钟表1200可包括对应节点和相邻节点的超主时钟优先级 信息1201、ClockIdentity信息1203和端口分配状态信息1205。

可通过对应节点的ClockIdentity字段1203的静态超主时钟序号字段 922的值，确定超主时钟优先级信息1201。

端口分配状态信息1205是识别分配给对应节点端口的地位的信息， 且可被分为主状态、从状态和停用状态。这里，在主状态的端口是将用 于时间同步的同步消息和后续消息传输到下级节点的端口。另一方面， 在从状态的端口是从上级节点接收同步消息和后续消息的端口。最后， 在停用状态的端口意指由于对应节点的错误而不再使用的端口。

图13是说明当根据本发明的一个实施例的时间同步失败时用于重 新选择超主时钟的比较参数的表格。

更详细地，当时间同步失败时用于重新选择超主时钟的比较参数可 包括ClockIdentity、stepsRemoved、sourceportIdentity和 portPriorityNumber。

参考图13，当不存在超主时钟时，每个节点可提取从相邻节点接收 的静态通告消息900的ClockIdentity字段920的值，并通过比较提取的 ClockIdentity字段920的静态超主时钟序号字段922的值，选择具有静 态超主时钟序号字段922的最小值的节点作为超主时钟。

而且，当不存在超主时钟时，每个节点判断通过它自己的从端口接 收的静态通告消息900的ClockIdentity字段920的值是否相同。这里， ClockIdentity字段920的值相同的事实可意味着最初传输静态通告消息 900的节点相同。例如，由节点A传输的通告消息900可通过不同路径 由节点B的不同端口接收。在这种情况下，接收的静态通告消息900的 ClockIdentity字段920的值可相同。

如果ClockIdentity字段920的值相同，那么对应节点比较静态通告 消息900的stepsRemoved字段930的值。这里stepsRemoved字段930 的值意味着如下节点的数目，即最初从一节点传输的静态通告消息900 经由这些节点被接收节点接收(最初从一节点传输的静态通告消息900 经过多少个节点被接收节点接收)。换言之，随着stepsRemoved字段 930的值减小，对应静态通告消息900通过的节点的数目减少。已接收 具有stepsRemoved字段930的最小值的静态通告消息900的端口可被设 置为接收同步消息的主端口。

如果所接收的静态通告消息900的stepsRemoved字段930的值相 同，那么对应的接收节点比较具有已传输的静态通告消息900的相邻节 点的ClockIdentity字段的值。

这里，相邻节点的ClockIdentity字段可具有与图10所示的 ClockIdentity字段920相同的结构，并且可被记录在静态通告消息900 报头字段910的SourcePortIdentity字段中。

每个节点比较相邻节点的ClockIdentity字段的静态超主时钟序号字 段922的值，并将其与具有静态超主时钟序号字段922的最小值的相邻 节点连接的端口设置为从端口。当然，如果存在相邻下级节点，那么可 将对应节点的剩余端口设置为主端口。

如果在对应节点的端口之中，相邻节点的静态超主时钟序号字段 922的值相同，那么可将具有最高优先级的端口设置为用于消息接收的 从端口。为了该目的，可预先将优先级分配给节点的端口。

根据本发明的另一个实施例，静态通告消息900可包括关于对应节 点的端口数目的信息。在该情况下，只有节点具有两个或更多个端口时， 对应节点可被公认为是超主时钟候选。具有一个端口的节点可被公认为 是端节点，并且连接到端节点的端口可被设置为主端口。

图14和图15是根据本发明的一个实施例示出用于使用静态通告消 息给端口分配地位的方法的流程图。

以下，将参考图14和图15详细描述使用由现在不是超主时钟的节 点，即为了方便描述被称为桥接器的节点接收的静态通告消息给端口分 配地位的方法。

当桥接器通过它自己的第一端口和第二端口接收到静态通告消息a 和b时，桥接器比较静态通告消息a的ClockIdentity字段值与静态通告 消息b的ClockIdentity字段值是否相同(操作S1401和S1403)。作为 比较的结果，如果两个值相同，那么执行由连接符号A所示的过程。稍 后将参考图15描述过程A。

作为比较结果，如果静态通告消息a的ClockIdentity字段值与静态 通告消息b的ClockIdentity字段值不同，那么桥接器确定静态通告消息 a的静态GM序号字段的值是否大于分配给桥接器的静态GM序号字段 的值(操作S1405)。

作为判断结果，如果静态通告消息a的静态GM序号字段的值大于 分配给桥接器的静态GM序号字段的值，那么将第一端口和第二端口设 定为主端口并更新桥接器的静态GM表(操作S1407)。

如果在操作S1405中静态通告消息a的静态GM序号字段的值不大 于分配到桥接器的静态GM序号字段的值，那么桥接器判断静态通告消 息a的静态GM序号字段的值是否大于静态通告消息b的静态GM序号 字段的值(操作S1409)。

作为判断结果，如果静态通告消息a的静态GM序号字段的值大于 静态通告消息b的静态GM序号字段的值，那么在将已传输静态通告消 息b的节点设置为GM桥接器并将已接收静态通告消息b的第二端口设 置为从端口之后，更新静态GM表(操作S1411)。另一方面，如果静 态通告消息a的静态GM序号字段的值不大于静态通告消息b的静态 GM序号字段的值，那么在将已传输静态通告消息a的节点设置为GM 桥接器并将已接收静态通告消息a的第一端口设置为从端口之后，更新 静态GM表(操作S1417)。这里，可以理解GM接收器是将由超主时 钟生成的同步信息传输到对应桥接器的相邻节点。

虽然上面描述陈述了用于通过比较通过两个端口接收的静态通告 消息给端口分配地位的方法，但是该方法仅是一个实施例，并且在类似 的方法中可使用通过端口接收的静态通告消息将地位分配给较大数量 的端口。

参考图15，如果静态通告消息a和b的ClockIdentity字段的两个值 相同，那么作为在图14的操作S1403中的比较结果，桥接器比较静态 通告消息a和b的stepsRemoved字段的值(操作S1501)。

如果静态通告消息a的stepsRemoved字段的值大于静态通告消息b 的stepsRemoved字段的值，那么将已接收静态通告消息b的第二端口设 置为从端口(操作S1503)。另一方面，如果静态通告消息b的 stepsRemoved字段的值大于静态通告消息a的stepsRemoved字段的值， 那么将已接收静态通告消息a的第一端口设置为从端口(操作S1505)。

如果静态通告消息a的stepsRemoved字段的值与静态通告消息b的 stepsRemoved字段的值相同，那么桥接器比较静态通告消息a和b的 sourcePortIdentity字段的值(操作S1507)。sourcePortIdentity字段被包 括在静态通告消息的报头字段中。这里，sourcePortIdentity字段可以是 指示相邻节点，即最后传输静态通告消息a或b的节点的ClockIdentity 的字段，并且桥接器可比较被包括在静态通告消息a和b中的相邻节点 的ClockIdentity字段中包括的静态GM序号字段的值，以下简称为相邻 节点静态GM序号。

作为操作S1507的结果，如果对应于静态通告消息a的相邻节点静 态GM序号大于对应于静态通告消息b的相邻节点静态GM序号，那么 桥接器执行操作S1503。另一方面，如果对应于静态通告消息b的相邻 节点静态GM序号大于对应于静态通告消息a的相邻节点静态GM序号， 那么桥接器执行操作S1505。

如果对应于静态通告消息a的相邻节点静态GM序号与对应于静态 通告消息b的相邻节点静态GM序号相同，那么桥接器比较已接收静态 通告消息a和b的端口的优先级(操作S1509)。

作为比较结果，如果第一端口的优先级高于第二端口的优先级，那 么桥接器执行操作S1503，并且如果第二端口的优先级高于第一端口的 优先级，那么桥接器执行操作S1505。如果两个端口的优先级相同，那 么桥接器在错误状态。该错误状态可能由设备的缺陷或故障消息引起。

图16是根据本发明的另一个实施例示出用于使用静态通告消息重 新选择超主时钟的过程的流程图。

首先，当确认不存在超主时钟时，在AVB以太网通信网络上具有 相同的时间源的各节点中的每个可使用预先组成的静态超主时钟表，并 通过所接收静态通告消息比较过程，来选择超主时钟(操作S1601)。

此后，每个节点可执行GM桥接器选择过程。

GM桥接器选择过程可包括操作S1603、操作S1605和操作S1607， 在操作S1603中如果接收到的静态通告消息的ClockIdentity字段的值相 同，那么通过比较接收的静态通告消息的stepsRemoved字段的值确定从 端口，在操作S1605中接收到的静态通告消息的stepsRemoved字段的值 相同，通过比较相邻节点的ClockIdentity值确定从端口，在操作S1607 中如果相邻节点的ClockIdentity值相同，那么基于节点的端口的优先级 确定从端口。

此后，每个节点可基于GM桥接器选择过程更新超主时钟表，并且 使用通过确定的从端口接收的同步消息校正它自己的内部参考时间(操 作S1609和S1611)。

图17是根据本发明的另一个实施例示出用于使用静态通告消息重 新选择超主时钟的过程的流程图。

参考图17，桥接器驱动对应于最后接收的同步消息的同步消息定 时器(操作S1701)。

当桥接器感测到指示所驱动的同步消息定时器期满的指定事件信 号时，桥接器参考静态GM表确认具有下一个GM优先级的节点的 ClockIdentity值(操作S1703和S1705)。

此后，桥接器比较已确认的ClockIdentity值与它自己的 ClockIdentity值(操作S1707)。

作为比较结果，如果已确认的ClockIdentity值和桥接器的 ClockIdentity值相同，那么桥接器将其所有端口设置为主端口并更新静 态GM表(操作S1709)。

此后，桥接器作为超主时钟被操作并通过已设置的主端口传输同步 消息和后续消息，从而将参考时间信息提供给相邻节点(操作S1711)。

作为在操作S1707中的比较结果，如果已确认的ClockIdentity值 和桥接器的ClockIdentity值不同，那么桥接器确认包括已确认的 ClockIdentity值的静态通告消息是否已被接收(操作S1713)。

作为确认结果，如果没有接收到包括已确认的ClockIdentity值的静 态通告消息，那么桥接器执行操作S1705。

另一方面，如果接收到包括已确认的ClockIdentity值的静态通告消 息，那么桥接器使用通过其各端口接收的静态通告消息改变其端口的 设置并且更新静态GM表(操作S1715)。

此后，桥接器通过其从端口接收参考时间信息，校正它自己的内部 参考时间，并通过其主端口将校正的参考时间信息提供给相邻节点(操 作S1717)。

如从上面描述明显地看出，根据本发明的方法和装置将有如下效 果。

第一，本发明提供用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方 法和装置。

第二，本发明提供用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方 法和装置，其中可在音频视频桥接(AVB)以太网通信网络中使用静 态超主时钟表迅速获得时间同步。

第三，本发明提供用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方 法和装置，其中当在具有相同时间源的桥接器和终端机之间执行初始 时间同步过程时可组成静态超主时钟表，且当超主时钟不存在时可使 用组成的静态超主时钟表迅速选择新的超主时钟。

第四，本发明提供用于在车载以太网通信网络中提供时间同步的方 法和装置，其中当重新选择超主时钟时，在以太网网络上通信量和时 间同步花费的时间可被最小化。

对于本领域技术人员，显然可以在不脱离本发明的精神或范围的情 况下在本发明中做出各种修改和变型。因此，本发明旨在如果本发明 的修改和变型落入附随权利要求和它们的等同形式的范围内，那么本 发明覆盖这些修改和变型。