[實用新型]一種多輸入擴展時鐘

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920211701.4
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN201556051U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 王以誠;邱祖雄;朱亞
• 申請（專利權(quán)）人: 上海泰坦通信工程有限公司
• 主分類號: G04G7/00
• 分類號: G04G7/00;G05B19/05
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種多路外參考輸入的擴展時鐘裝置，它以接收到的外參考時間信號為基準，輸出足夠數(shù)量、各種類型的時間信號，滿足各種時間同步應用的場合，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電子通信技術(shù)的迅速發(fā)展，許多行業(yè)對時間精度的要求越來越高。特別是在通信、電力、交通、金融等領(lǐng)域，精確的時間信號是各種自動化設備正常運行的必要保障，毫秒甚至微秒級的時間偏差都有可能導致系統(tǒng)工作異常，造成無法挽回的損失。

目前針對這一問題普遍的解決方案是建立時間同步系統(tǒng)。即通過GPS或其它衛(wèi)星系統(tǒng)獲得絕對時間UTC(Universal?Time?Coordinated，世界協(xié)調(diào)時)，再將該系統(tǒng)時間應用于各系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)內(nèi)有時間標記需求的設備都使用同一個時間參照體系，從而實現(xiàn)各類設備時間的一致。

當前應用最成熟的是GPS衛(wèi)星對時技術(shù)。GPS是美國的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由24顆在空間運行的GPS衛(wèi)星和地面控制站組成。在地球表面任意地點、任何時間GPS衛(wèi)星信號接收器都可收到足夠數(shù)量(至少四顆)的GPS衛(wèi)星信號。精確計算接收器所在當前空間位置和時間，其時間精度相對UTC時間誤差可達納秒級。GPS時鐘是一個非常精確的時間源，絕大多數(shù)的時間同步網(wǎng)絡都把它作為基準時間源。

在一個時間同步系統(tǒng)內(nèi)，一般將直接以GPS或其它衛(wèi)星為基準的時鐘稱為主時鐘，它也是該系統(tǒng)內(nèi)的時間基準。通常情況下，主時鐘所能輸出的時間信號類型和數(shù)量都非常有限，當用戶有大量客戶端需要時間同步時，就需要增加擴展時鐘。此時，擴展時鐘接收主時鐘的時間基準，輸出各種類型、足夠數(shù)量的時間信號到客戶端。

由于大量的客戶端直接與擴展時鐘進行時間同步，擴展時鐘的時間精度和可靠性就顯得極為重要。擴展時鐘要盡可能地采用系統(tǒng)冗余的設計思想。外參考輸入是最直接影響擴展時鐘精度的一個環(huán)節(jié)，如果擴展時鐘只能接收一路外參考輸入，則一旦接收外參考輸入的單元發(fā)生故障或外參考本身出現(xiàn)異常，擴展時鐘的時間精度就會迅速下降。

目前擴展時鐘可從主時鐘接收到的時間信號類型一般為B碼(即IRIG-B，一種精度可達納秒級的數(shù)字信號)。盡管對B碼的應用技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但隨著通信技術(shù)特別是以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和普遍應用，基于TCP/IP的網(wǎng)絡對時方式NTP(Network?Time?Protocol)和PTP(Precision?Time?Protocol，也稱為IEEE1588)必將成為主流的對時方式。擴展時鐘也必須與時俱進才能適應技術(shù)發(fā)展的需求，這就要求它不僅能接收B碼時間基準，還要能夠接收NTP或PTP時間基準，且精度為納秒級。但是，目前為止并沒有滿足要求的擴展時鐘。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種多路外參考輸入的擴展時鐘裝置。

為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種多輸入擴展時鐘，包括控制單元，其特征在于，控制單元分別連接時間保持單元、液晶顯示及鍵盤輸入單元、IRIG-B處理單元、時間輸出單元及背板總線，背板總線連接電源、多路外參考輸入、串口、脈沖電路、時間報文以及交流IRIG-B單元和直流IRIG-B單元。

進一步，所述控制單元為FPGA。

本實用新型通過FPGA芯片對接收到的外參考時間進行處理。FPGA為大規(guī)模可編程邏輯芯片，具有邏輯單元靈活、集成度高等特點，可對多路外參考輸入時間信號進行處理，判斷外參考輸入信號的質(zhì)量，并對多路信號的精度進行比較。本實用新型內(nèi)置晶體振蕩器作為時間保持單元，通過FPGA控制對其進行“訓練”，F(xiàn)PGA同時接收該晶體振蕩器的頻率輸出，并進一步輸出高精度的時鐘信號給IRIG-B處理單元、時間輸出單元等。

本實用新型可通過背板總線上的串口進行控制訪問，對其進行各種狀態(tài)查詢、參數(shù)設置等，非常方便實際應用。其輸出的脈沖時間信號可根據(jù)實際需求軟件調(diào)整為秒脈沖、分脈沖、時脈沖等。本實用新型還默認輸出一個串口時間報文方便用戶使用。

本實用新型的優(yōu)點是：

1、通過FPGA芯片實現(xiàn)對多路外參考時間輸入的處理，充分發(fā)揮FPGA速度快的優(yōu)勢，能夠確保時間的高精度；

2、對多路外參考輸入時間信號進行優(yōu)選；

3、充分保證了外參考時間基準的可靠性；

4、不僅支持傳統(tǒng)的IRIG-B時間基準，還支持NTP和PTP網(wǎng)絡時間輸入。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的一種多輸入擴展時鐘的連接示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例來具體說明本實用新型。

實施例