高精度記錄網卡接收時間的方法技術

本發明專利技術提供一種高精度記錄網卡接收時間的方法，首先網卡在收到數據包時，數據接收中斷從低電平跳變到高電平，一整形電路捕獲該上升沿信號并輸出一單脈沖觸發信號；其次，所述單脈沖觸發信號觸發一時間發生器中的時間記錄器，所述時間記錄器立即將所述時間發生器的當前時間記錄為一時標信息，然后再將所述時標信息發送至FIFO緩沖區；最后CPU通過總線讀取數據包的內容，同時CPU通過總線訪問所述FIFO緩沖區，讀取所述時標信息，獲得網卡接收所述數據包的時間，即獲得對應所述數據包的時標信息。本發明專利技術在網卡產生數據接收中斷的同時，立即記錄該中斷所對應的時標，記錄時間精度高，且降低了CPU占用率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種。背景技木現有網卡收包時間的測量方法，采用CPU軟處理的方式，具體為網卡芯片收到數據包后，會產生中斷，CPU在響應中斷后，判斷收到的數據包是否正確，并記錄下CPU響應中斷時的時間。這個響應時間來自CPU內部一個定時器的時間。從網卡中斷到CPU響應終端這兩個動作間的時間被忽略了，這個時間值受CPU負載影響非常大,隨CPU負載率的變化而變化，CPU運行負擔重時，容易出現記錄時間偏差大的問題，而且測量時間值是隨機的。如果CPU是ARM類型的CPU，這個時間能達到幾十到幾百微秒，如果是DSP類型的CPU，則時間也會達到幾到幾十微秒。對于數據包間隔時間只有幾百微秒的情況來說，誤差幾十微秒是難以容忍的。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題，在于提供ー種。本專利技術是這樣實現的，包括如下步驟步驟I、網卡在收到數據包時，數據接收中斷從低電平跳變到高電平，一整形電路捕獲該上升沿信號并輸出ー單脈沖觸發信號；步驟2、所述單脈沖觸發信號觸發ー時間發生器中的時間記錄器，所述時間記錄器立即將所述時間發生器的當前時間記錄為ー時標信息，然后再將所述時標信息發送至FIFO緩沖區；所述時標信息精確到微秒；步驟3、CPU通過總線讀取數據包的內容，同時CPU通過總線訪問所述FIFO緩沖區，讀取所述時標信息，獲得網卡接收所述數據包的時間，即獲得對應所述數據包的時標信O進ー步地，所述時間發生器通過一年月日時分秒計數器和一 O. I微秒計數器產生精度為O. I微秒的時間；所述時間發生器中年月日時分秒計數器的當前時間由一配置寄存器配置，CPU通過總線訪問所述配置寄存器配置當前時間；同時，所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘來自內部有源鐘振或外部秒脈沖信號，通過所述配置寄存器設置驅動時鐘的來源內部有源鐘振或外部秒脈沖信號。進ー步地，所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘來自內部有源鐘振時，所述O. I微秒計數器的驅動時鐘是所述內部有源鐘振經第一分頻器產生的IOMHz的信號，所述年月日時分秒計數器的驅動時鐘是所述內部有源鐘振經第二分頻器產生的內部秒脈沖信號；當內部秒脈沖信號到來時，所述O. I微秒計數器清零。進ー步地，所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘來自外部秒脈沖信號時，所述O. I微秒計數器的驅動時鐘是所述外部秒脈沖信號依次經過脈沖寬度計數器和補償倍頻器后產生的IOMhz信號，所述年月日時分秒計數器的驅動時鐘由外部秒脈沖信號直接提供。進ー步地,所述總線為16位并行總線。本專利技術具有如下優點在網卡產生數據接收中斷的同時，立即記錄該中斷所對應的時標，這個時標包括年、月、日、時、分、秒、微秒信息，送入FIFO緩沖區，這樣即使CPU沒有立即響應該中斷，該中斷所對應的時標已經完整的記錄下來。CPU在響應中斷的時候，讀取數據包內容，同時讀取時間記錄器內部FIFO即可獲得對應數據包的精確時標，這個時標精度優于O. I微秒(分辨率16. 67納秒)。 本專利技術記錄網卡接收時間不再依賴CPU，因此CPU代碼的調整變化對實際的測量精度沒有影響。即使原來使用實時性很差的ARM CPU，采用本專利技術記錄方法后，同樣可以得到非常高的時間精度，且CPU不再需要額外開銷時間變量，并且能夠自動更新，降低了 CPU占用率，因此CPU也不再需要開銷ー個定時器來獲得微秒量級的信息。附圖說明下面參照附圖結合實施例對本專利技術作進ー步的說明。圖I為本專利技術的示意圖。圖2為本專利技術的流程示意圖。具體實施方式請參閱圖I和圖2所示，對本專利技術進行詳細闡述。，包括如下步驟步驟I、網卡在收到數據包時，數據接收中斷從低電平跳變到高電平，一整形電路捕獲該上升沿信號并輸出ー單脈沖觸發信號；當內部有源鐘振為60MHz鐘振時，所述脈沖信號的寬度為16. 67納秒；步驟2、所述單脈沖觸發信號觸發ー時間發生器中的時間記錄器，所述時間記錄器立即將所述時間發生器的當前時間記錄為ー時標信息，然后再將所述時標信息發送至FIFO緩沖區；所述時標信息精確到微秒；所述時間記錄器可以把時標信息組幀成4個字(雙字節)的時標，第一字為低16位微秒信息，第二字高8位微秒信息和年信息，第三字為秒和分信息，第四字為月日時信息，所述組幀方式可自定義。所述FIFO緩沖區可以是IKbyteFIFO,能夠存儲250個時標信息；步驟3、CPU通過總線讀取數據包的內容，同時CPU通過總線訪問所述FIFO緩沖區，讀取所述時標信息，獲得網卡接收所述數據包的時間，即獲得對應所述數據包的時標信息。所述總線可以是16位總線，CPU與所述FIFO緩沖區采用16位并行總線的方式進行通訊時，其中包括10位地址線、16位數據線、I個片選線、I個寫使能、I個讀使能信號。4個字的時標信息CPU只需要通過總線訪問四次FIFO緩沖區即可獲得。CPU還通過總線從網卡讀取數據包，然后整合數據包內容和網卡接收數據包的時間，傳給系統。在本實施例中，所述時間發生器通過一年月日時分秒計數器和一 0. I微秒計數器產生精度為0. I微秒的時間。所述年月日時分秒計數器能夠從2000年I月I日O時O分O秒計數到2099年12月31日23時59分59秒，包含多個60進制和24進制計數器，所述計數器設計上能夠自動識別閏年，如果為閏年，則自動増加2月29日。所述時間發生器中年月日時分秒計數器的當前時間由一配置寄存器配置，CPU可通過總線訪問所述配置寄存器配置當前時間。同時，所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘可以來自內部有源鐘振或外部秒脈沖信號，通過所述配置寄存器設置驅動時鐘的來源內部有源鐘振或外部秒脈沖信號。現以內部有源鐘振為60MHz的高穩定度鐘振為例，其精度為O. 5PPM，相當于I秒鐘的時間，最多偏差O. 5微秒，有源鐘振自身由于環境因素帶來的漂移非常小。當所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘來自內部有源鐘振時所述O. I微秒計數器的驅動時鐘是所述內部有源鐘振經第一分頻器產生的IOMHz的信號，當所述內部有源鐘振為60MHz的鐘振時，所述第一分頻器為六分頻器，所述IOMHz的信號使得ー個計數值正好對應O. I微秒；所述年月日時分秒計數器的驅動時鐘是所述內部有源鐘振經第二分頻器產生的內部秒脈沖信號，所述第二分頻器為60000000分頻器，即將60MHz時鐘變成IHz時鐘，即內部秒脈沖信號。當所述年月日時分秒計數器的當前時間設置成功后，在內部秒脈沖驅動下自動更新計數。當內部秒脈沖信號到來時，所述O. I微秒計數器清零。當所述年月日時分秒計數器和O. I微秒計數器的驅動時鐘來自外部秒脈沖信號時所述O. I微秒計數器的驅動時鐘是所述外部秒脈沖信號依次經過脈沖寬度計數器和補償倍頻器后產生的IOMhz信號；所述脈沖寬度計數器獲取外部秒脈沖信號兩個上升沿之間的間隔時間(即秒脈沖時間寬度)在60MHz時鐘驅動下的計數值。假如外部秒脈沖信號與內部秒脈沖信號一致，則計數值為60000000 ;如果外部秒脈沖寬度比內部秒脈沖寬度寬I微秒，1/0. 01667=60，則計數值為60000060 ;如果外部秒脈沖寬度比內部秒脈沖寬度窄I微秒，則計數值為59999940。所述補償倍頻器，根據脈沖寬度計數器的值，將外部秒脈沖信號，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高精度記錄網卡接收時間的方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟1、網卡在收到數據包時，數據接收中斷從低電平跳變到高電平，一整形電路捕獲該上升沿信號并輸出一單脈沖觸發信號；步驟2、所述單脈沖觸發信號觸發一時間發生器中的時間記錄器，所述時間記錄器立即將所述時間發生器的當前時間記錄為一時標信息，然后再將所述時標信息發送至FIFO緩沖區；所述時標信息精確到微秒；步驟3、CPU通過總線讀取數據包的內容，同時CPU通過總線訪問所述FIFO緩沖區，讀取所述時標信息，獲得網卡接收所述數據包的時間，即獲得對應所述數據包的時標信息。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：倪時龍，王云茂，陳晶，
申請(專利權)人：福建億榕信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：