[發(fā)明專利]一種基于GNSS接收機(jī)秒脈沖的時(shí)鐘同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910160892.4
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109765583B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范兆紅;張開東;李迎春
• 申請（專利權(quán)）人: 華通信安（北京）科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25;H03L7/18
• 代理公司: 北京慧智興達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11615
• 代理人: 韓龍;李田

本發(fā)明公開了一種基于GNSS接收機(jī)秒脈沖的時(shí)鐘同步方法，將GNSS接收機(jī)秒脈沖1PPS信號輸入到消除抖動(dòng)和約束預(yù)處理電路，產(chǎn)生1PPS防抖信號，防止1秒內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)秒脈沖；對1PPS防抖信號利用第一計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果為系統(tǒng)時(shí)鐘信號實(shí)際頻率值，將所述結(jié)果輸入到定點(diǎn)除法器，通過公式運(yùn)算得到第二計(jì)數(shù)器的累加步長；將系統(tǒng)時(shí)鐘信號通過第二計(jì)數(shù)器分頻產(chǎn)生采樣工作時(shí)鐘，其中，保持第二計(jì)數(shù)器的位數(shù)不變，通過改變所述第二計(jì)數(shù)器的累加步長delta的大小來改變采樣工作時(shí)鐘信號的頻率；對所述采樣工作時(shí)鐘進(jìn)行相位補(bǔ)償，在每個(gè)1PPS防抖信號到來時(shí)，將采樣工作時(shí)鐘強(qiáng)制拉高，使采樣工作時(shí)鐘與1PPS防抖信號對齊；對所述采樣工作時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償。本發(fā)明很好解決了低頻采樣工作時(shí)鐘的累積誤差造成實(shí)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不同步的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子集成電路時(shí)鐘同步領(lǐng)域，特別是涉及一種基于GNSS接收機(jī)秒脈沖的時(shí)鐘同步方法。

背景技術(shù)

集成電路設(shè)計(jì)中的主工作采樣時(shí)鐘經(jīng)由外部時(shí)鐘晶振輸入再經(jīng)過FPGA內(nèi)部PLL或MMCM等專用時(shí)鐘管理模塊倍頻或分頻產(chǎn)生，當(dāng)需要的工作時(shí)鐘頻率在低于1MHz的情況下，這時(shí)FPGA內(nèi)部的專用時(shí)鐘管理資源則無法滿足需求。在某些高精度低頻時(shí)鐘特定要求的應(yīng)用中，一般的時(shí)鐘分頻電路不能提供高質(zhì)量和無累積誤差的高可靠性時(shí)鐘。時(shí)鐘抖動(dòng)、漂移和時(shí)鐘延遲的誤差積累致使長航時(shí)高精度高可靠性要求的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中引入的計(jì)算誤差無法滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求，本發(fā)明提供了一種基于GNSS接收機(jī)秒脈沖的時(shí)鐘同步方法，以解決低頻采樣工作時(shí)鐘的累積誤差造成實(shí)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不同步的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有時(shí)鐘分頻電路的不足，本發(fā)明提供了一種基于GNSS接收機(jī)秒脈沖的時(shí)鐘同步方法，包括：

將GNSS接收機(jī)秒脈沖1PPS信號輸入到消除抖動(dòng)和約束預(yù)處理電路，產(chǎn)生1PPS防抖信號，防止1秒內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)秒脈沖；

對1PPS防抖信號利用第一計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果為系統(tǒng)時(shí)鐘信號實(shí)際頻率值，將所述結(jié)果輸入到定點(diǎn)除法器，通過公式運(yùn)算得到第二計(jì)數(shù)器的累加步長；

將系統(tǒng)時(shí)鐘信號通過第二計(jì)數(shù)器分頻產(chǎn)生采樣工作時(shí)鐘，其中，保持第二計(jì)數(shù)器的位數(shù)不變，通過改變所述第二計(jì)數(shù)器的累加步長delta的大小來改變采樣工作時(shí)鐘信號的頻率；

對所述采樣工作時(shí)鐘進(jìn)行相位補(bǔ)償，在每個(gè)1PPS防抖信號到來時(shí)，將采樣工作時(shí)鐘強(qiáng)制拉高，使采樣工作時(shí)鐘與1PPS防抖信號對齊；

對所述采樣工作時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償。

可選地，所述消除抖動(dòng)和約束預(yù)處理電路利用采樣工作時(shí)鐘信號對所述1PPS秒脈沖信號進(jìn)行連續(xù)采樣，將每一次的采樣結(jié)果送入到移位寄存器，如果連續(xù)采樣結(jié)果都是1就認(rèn)為真實(shí)信號就是1，反之則為0。

可選地，所述公式為：

delta＝2ⁿ*f_c/f_s，其中n為計(jì)數(shù)器的位數(shù)，f_c為采樣工作時(shí)鐘頻率，f_s為系統(tǒng)時(shí)鐘信號實(shí)際頻率值。

可選地，所述定點(diǎn)除法器為64位字長，40位定點(diǎn)，即小數(shù)部分有40位，整數(shù)部分為24位，小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的方式為乘2取整法。

可選地，所述時(shí)延補(bǔ)償方法包括如下步驟：

記錄下1PPS至除法器完成計(jì)算，累加次數(shù)為n；

定義累加步長差值Δ＝delta(k)-delta(k-1)；

在除法器完成計(jì)算后，計(jì)算n·Δ，向第二計(jì)數(shù)器加上n·Δ。