[發(fā)明專利]分布式定時系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710191091.1
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101179348A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季振山;吳一純;羅家融
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院等離子體物理研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L12/28
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 何梅生

????????????????????????????????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定時系統(tǒng)，更具體地說是為包含有若干子系統(tǒng)，并采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大型裝置提供控制時序的定時系統(tǒng)。

????????????????????????????????背景技術(shù)

在大型裝置中，定時系統(tǒng)用于為裝置提供控制時序。例如，在包含了許多子系統(tǒng)的大型托卡馬克核聚變實驗裝置，其總控臺就是通過定時系統(tǒng)控制各子系統(tǒng)的運行時序，確保裝置各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。隨著熱核聚變研究的發(fā)展，像EAST全超導(dǎo)托卡馬克這樣的大型核聚變實驗裝置均采用了分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各子系統(tǒng)分布在不同的物理位置上，彼此相互獨立又相互作用。

作為系統(tǒng)定時系統(tǒng)，目前常規(guī)采用的是集中式的結(jié)構(gòu)形式，具有一個VXI、CAMAC或CPCI總線機箱，其內(nèi)部包含一個控制器模塊、若干個觸發(fā)輸出模塊、若干時鐘輸出模塊和若干個光電隔離模塊。各觸發(fā)輸出通道的延遲參數(shù)和時鐘輸出通道的分頻系數(shù)直接由機箱上控制器模塊進行設(shè)置。這種集中式的定時系統(tǒng)在用于上述分布式系統(tǒng)中時，各子系統(tǒng)與定時系統(tǒng)之間需要由許多光纖進行連接，需要幾路信號就必須在定時系統(tǒng)與子系統(tǒng)間連接相應(yīng)的幾路光纖，致使在各子系統(tǒng)與定時系統(tǒng)之間的連線復(fù)雜、故障率高、不易于維護，系統(tǒng)成本高。

????????????????????????????????發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，為滿足大型裝置設(shè)備對精確同步的方波時鐘信號和精確脈沖觸發(fā)時序的要求，提供一種分布式定時系統(tǒng)。以其同樣的分布式結(jié)構(gòu)就近為各子系統(tǒng)提供方波時鐘信號和脈沖觸發(fā)信號，減少信號走線的長度，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于實現(xiàn)信號的隔離，提高工作可靠性。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是：

設(shè)置樹形信號網(wǎng)絡(luò)，所述樹形信號網(wǎng)絡(luò)具有按分布式子系統(tǒng)的不同的物理位置對應(yīng)設(shè)置的各分布式節(jié)點，每一節(jié)點分別以兩路信號傳輸光纖與核心模塊進行連接，其中一路為系統(tǒng)時鐘信號傳輸光纖，另一路為系統(tǒng)脈沖觸發(fā)信號傳輸光纖；所述核心模塊通過各分布式節(jié)點為每一分布式子系統(tǒng)提供若干路同步的方波系統(tǒng)時鐘和若干路同步的系統(tǒng)脈沖觸發(fā)信號；

設(shè)置局域控制網(wǎng)絡(luò)，各分布式節(jié)點與控制臺共同接入在以太網(wǎng)中，所述控制臺一路通過電纜向核心模塊提供系統(tǒng)觸發(fā)脈沖電信號，另一路通過以太網(wǎng)對各分布式節(jié)點上的各個時鐘和觸發(fā)輸出通道進行設(shè)置，在時鐘輸出通道上輸出對系統(tǒng)時鐘進行分頻的方波信號；在預(yù)定的延遲時刻后，在觸發(fā)輸出通道上輸出脈沖屬性可同時被設(shè)置的脈沖觸發(fā)信號。

本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點也在于：

所述核心模塊與每一信號節(jié)點中的兩路信號傳輸光纖長度均相等。

對應(yīng)各分布式節(jié)點，設(shè)置各自的隔離與驅(qū)動設(shè)備。

本發(fā)明系統(tǒng)是以核心模塊、各分布式節(jié)點和光纖信號網(wǎng)構(gòu)成的樹形時鐘和觸發(fā)信號網(wǎng)絡(luò)，以確保分布式結(jié)構(gòu)下的各個子系統(tǒng)可以獲得精確同步的方波時鐘信號以及精確的觸發(fā)時序。

本發(fā)明系統(tǒng)同時以控制臺、核心模塊、各分布式節(jié)點和以太網(wǎng)構(gòu)成的局域控制網(wǎng)絡(luò)，以便靈活、簡便地實現(xiàn)控制命令和參數(shù)的傳輸。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、與已有技術(shù)中的集中式定時系統(tǒng)相比，本發(fā)明分布式定時系統(tǒng)與各子系統(tǒng)間只有兩路光纖連接，大大簡化了裝置中分布式結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)與定時系統(tǒng)間的連線，有效降低了信號連接的成本。在本發(fā)明分布式定時系統(tǒng)中，子系統(tǒng)僅與分布式信號節(jié)點保持連接，避免了大量信號線同時連接到一個機箱情況的發(fā)生，降低了信號線的連接故障率、方便了系統(tǒng)的維護。

2、與基于VXI、CAMAC或CPCI總線的集中式定時系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用嵌入式處理器的分布式定時系統(tǒng)可以大大降低的系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和維護成本。各信號節(jié)點經(jīng)光纖信號網(wǎng)和以太網(wǎng)接受核心模塊和控制臺的統(tǒng)一控制，使得控制臺可以靈活地集中管理處于分布式拓撲結(jié)構(gòu)下的定時系統(tǒng)。

3、本發(fā)明分布式定時系統(tǒng)具有很強的實用性和靈活性，便于控制臺對各子系統(tǒng)的控制，易于維護和系統(tǒng)調(diào)試。

4、本發(fā)明對應(yīng)各分布式節(jié)點，設(shè)置各自的隔離與驅(qū)動設(shè)備，其隔離功能的設(shè)置一方面可以避免裝置子系統(tǒng)可能存在的高壓帶來系統(tǒng)安全性問題，另一方面可以避免在裝置子系統(tǒng)的信號間構(gòu)成“地”環(huán)路從而引入噪聲；其驅(qū)動電路可以滿足不同子系統(tǒng)在接收端對信號的不同要求。

????????????????????????????????附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明核心模塊原理圖。