[發明專利]一種提供系統內全局時鐘的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410610461.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104320240A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 房磊;張博
• 申請（專利權）人: 武漢科影技術科技有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于時間測試測量技術領域，涉及一種基準時間確定方法，尤其是全局時間的確定方法。

背景技術

全局時鐘應用在多個領域，保證系統中各個部件有完全相同的時間基準，例如在核探測領域、在飛行時間應用領域，多個終端組成系統往往需要完全一致的時間基準來滿足精準的時間測量。通過多個終端之間的時間戳通信來獲取通信延時并校正的方法在通信領域中被廣泛采用，但是這種同步方法僅局限在利用現成通信協議達到精度不高的全局時鐘同步，如ms或者亞ms級別，這種方法的精度最終依賴于時鐘的速度即翻轉頻率，不會達到比時鐘周期更短的同步精度。所以傳統方法只能如圖1所示，是在系統中設置唯一的一個時鐘源，然后將所有需要時鐘的終端與時鐘源連接，構建一個星狀網絡，并精確保證所有的連線(從時鐘源到各終端)具有完全相等的長度，從而保證各個終端能獲得完全一致的同步的時鐘信號。這樣在超大規模終端組成的復雜系統中需要特別考慮時鐘走線，并且大量的連線帶來系統組裝、校正、維護、擴展的困難，例如采用傳統方法如果需要新增一個終端，需要在時鐘源處增加一個扇出，這必然需要改變已經確定的硬件，且由于在特定領域中，例如掃描成像系統，其內的多個(幾個到幾千個)探測器(即終端)均需要統一的時間基準來滿足全局統一的時鐘，且各個探測器需要皮秒(ps)級別的時間測量裝置以使得整個儀器系統要求較高的時間分辨率，對時間的同步的精度要求在ps級別，所以對線長等長的要求需要在微米(um)級別，現有的全局時鐘的設計無法達到該要求。

發明內容

本發明的目的在于公開了一種提供系統內全局時鐘的方法和裝置，所述方法和裝置通過確定從時鐘源到終端的延時，并將此延時作為校正參數保證所有終端處于完全一致的時間基準，且由于采用高精度的信號記錄單元的配合可完成從時鐘源到終端的延時的精確測量，且對時鐘源的翻轉頻率要求不高，使其可用于對同步精度要求高的場合，同時，本發明所述的一種提供系統內全局時鐘的方法和裝置對各終端到時鐘源的時鐘連接線的長度不用控制，無需特別考慮時鐘走線，避免了大量的連線帶來系統組裝、校正、維護、擴展的困難。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

本發明公開了一種提供系統內全局時鐘的方法，所述系統內包括至少兩個終端，所述各終端之間通路連接，包括以下步驟：

(1)產生標定信號，所述標定信號被分發至系統內各終端處，記錄所述標定信號的發出時間T(0)；

所述步驟(1)前還包括確定一作為基準的時鐘源的步驟，由所述作為基準的時鐘源產生標定信號。

優選的，所述時鐘源為一時鐘控制器或包括一時鐘控制器以及接受時鐘控制器控制的時鐘發生器；

優選的，所述標定信號為所述時鐘控制器直接發出的一個電脈沖形成或者所述時鐘發生器接受所述時鐘控制器驅動發出的一段時鐘信號；

優選的，所述作為基準的時鐘源為任意一各終端內部的本地時鐘或外置的時鐘源。

優選的，所述步驟(1)中，由一與作為基準的時鐘源相配合的信號記錄單元記錄所述標定信號的發出時間T(0)；

進一步的，所述步驟(1)中，由所述與作為基準的時鐘源相配合的信號記錄單元將所述標定信號分發至系統內各終端處。

優選的，作為基準的時鐘源以及與所述作為基準的時鐘源相配合的信號記錄單元屬于其中一終端。

優選的，所述信號記錄單元的最小時間測量刻度小于作為基準的時鐘源的時鐘周期的1/2；

優選的，所述信號記錄單元的最小時間測量刻度在1ns以內；

(2)所述標定信號到達所述各終端，所述各終端分別返回信號，記錄所述返回信號的到達時間T(n)，確定所述各終端的絕對偏移Delay(n)；

優選的，由一與作為基準的時鐘源相配合的信號記錄單元接收并記錄所述返回信號的到達時間T(n)。

優選的，所述返回信號為所述各終端分別發出的應答信號或所述標定信號分別返回

優選的，(I)若所述應答信號返回，則Delay(n)＝(T(n)-T(0)-Δn)/2，其中Δn為各終端應答反應時間；

(II)若所述標定信號返回，則Delay(n)＝(T(n)-T(0))/2。