[發明專利]一種時鐘同步系統

有效

• 申請號: 201310292514.4
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103326716A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 行增暉;紀云鋒;劉康寧;武江濤;邢暉
• 申請（專利權）人: 杭州和利時自動化有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種時鐘同步系統，應用于多模冗余系統，所述多模冗余系統包括至少兩個相互獨立的同步模塊，每個所述同步模塊包括一個所述時鐘同步系統，其特征在于，所述時鐘同步系統包括：

三取二功能器，用于從各個時鐘同步系統各自的時鐘信號中提取一個時鐘信號作為反饋時鐘信號；

第一全數字鎖相環，用于接收輸入時鐘信號，對所述輸入時鐘信號進行處理生成計數時鐘信號、狀態跳轉時鐘信號、采樣時鐘信號和與所述計數時鐘信號相位差為90度的時鐘信號，并跟蹤所述反饋時鐘信號，直至所述計數時鐘信號和所述反饋時鐘信號的周期相同，相位差保持固定不變，當所述計數時鐘信號和所述反饋時鐘信號的相位差保持固定不變時，所述多模冗余系統中所有時鐘同步系統中的所述全數字鎖相環生成相同的計數時鐘信號；

同步計數器，用于計算所述計數時鐘信號中同一類型跳變沿的個數，生成同步計數值；

第一曼徹斯特編碼器，用于依據所述同步計數值、所述狀態跳轉時鐘信號、所述采樣時鐘信號以及所述時鐘同步系統的狀態值生成同步輸出信號，其中所述狀態值用于描述所述時鐘同步系統的運行順序；

處理器，用于獲取其他各個時鐘同步系統的同步輸出信號，分別對其他各個時鐘同步系統的同步輸出信號進行解析，得到其他各個同步輸出信號各自對應的計數時鐘信號、與所述其他各個同步輸出信號各自對應的計數時鐘信號相位差為90度的時鐘信號、同步計數值和狀態值；

同步判斷器，用于對同一個時鐘同步系統的同步計數值和狀態值組合，生成各個時鐘同步系統各自的待判斷同步計數值，從所有所述待判斷同步計數值中提取出一個同步計數值作為各個時鐘同步系統的當前同步計數值。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述處理器包括第二全數字鎖相環和第二曼徹斯特解碼器，所述第二全數字鎖相環和所述第二曼徹斯特解碼器的個數是所述多模冗余系統中時鐘同步系統的總個數減1，其中：

所述第二全數字鎖相環，用于獲取其他各個時鐘同步系統中的一個時鐘同步系統的同步輸出信號，并解析該同步輸出信號，得到該同步輸出信號對應的時鐘同步系統的時鐘信號、計數時鐘信號，將該同步輸出信號對應的時鐘同步系統的時鐘信號發送至所述三取二功能器；

第二曼徹斯特解碼器，用于接收所述第二全數字鎖相環解析的同步輸出信號和所述第二全數字鎖相環得到的計數時鐘信號，依據該同步輸出信號和該計數時鐘信號提取該同步輸出信號對應的時鐘同步系統同步計數值和狀態值，并發送該同步計數值和該狀態值至所述同步判斷器。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一全數字鎖相環包括：鑒相器、數字環形濾波器和數字壓控振蕩器，其中：

所述鑒相器，用于計算所述數字壓控振蕩器發送的計數時鐘信號和所述反饋時鐘信號的相位差，并生成所述相位差對應的相位差信號；

所述數字環形濾波器，用于接收所述鑒相器發送的所述相位差信號，并生成與所述相位差信號對應的脈沖信號；

所述數字壓控振蕩器，用于接收輸入時鐘信號，對輸入時鐘信號進行分頻得到計數時鐘信號、狀態跳轉信號、采樣時鐘信號和與所述計數時鐘信號相位差為90度的時鐘信號，并接收所述數字環形濾波器發送的所述脈沖信號，依據所述脈沖信號和所述輸入時鐘信號調整所述計數時鐘信號的相位，直至所述計數時鐘信號的相位和所述反饋時鐘信號的相位之差保持固定不變。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一曼徹斯特編碼器具體用于使用偽隨機序列分別對所述第一曼徹斯特編碼器所位于的時鐘同步系統的所述同步計數值和所述狀態值進行加密，依據加密后的同步計數值、加密后的狀態值、所述狀態跳轉時鐘信號和所述采樣時鐘信號生成同步輸出信號；

進一步，所述第一曼徹斯特編碼器還用于存儲所述第一曼徹斯特編碼器所位于的所述時鐘同步系統的同步計數值，并對存儲的同步計數值進行循環冗余校驗運算，生成循環冗余校驗碼，并將所述循環冗余校驗碼發送至其他各個時鐘同步系統；

所述處理器具體用于接收其他各個時鐘同步系統各自的第一曼徹斯特編碼器發送的所述循環冗余校驗碼，以驗證得到的其他各個時鐘同步系統各自對應的同步計數值是否正確。