[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

技術領域

本申請涉及時鐘同步領域，特別涉及一種時鐘同步系統。

背景技術

三模冗余系統包括三個同步模塊，該三個同步模塊具有相同結構，且三個同步模塊互相獨立，由于兩個同步模塊同時出現錯誤的概率很小，因此可以大大提高系統的可信性。同時，為保障每個同步模塊的可靠性，保證及時處理一次故障，系統還具有故障檢測能力，周期性或在需要時檢測故障，發現故障后能及時定位，進行故障處理，減少二次故障發生概率，因此，三模冗余系統是一個高可靠性和高安全性的冗余系統結構。

其中三模冗余系統中的三個同步模塊可以是三個相同的部件或三個相同的計算機。三模冗余系統的核心是三個同步模塊的同步運行，而三個同步模塊的同步運行的核心是三個同步模塊的時鐘同步。

目前實現三個同步模塊的時鐘同步可以通過軟件協議中的時鐘對準校時技術，但通過軟件協議中的時鐘對準校時技術實現三個同步模塊的時鐘同步為軟件同步方式，且誤差大，因此目前尚不存在一種通過硬件實現三模冗余系統中三個同步模塊時鐘同步的同步方式。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種時鐘同步系統，以達到多模冗余系統中所有時鐘同步系統的計數時鐘信號的同步和多模冗余系統中所有同步模塊的時鐘同步的目的，技術方案如下：

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，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。

優選的，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。

優選的，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；