[發明專利]一種基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統

有效

• 申請號: 201911181835.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110855396B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 丁瑞
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;G06F1/12
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 張然

本發明涉及一種基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統，其特征在于，包括：時統站、管理單元以及多個控制單元；管理單元和各控制單元接收時統站的時碼報文，時統站的輸出與管理單元的雙冗余接收模塊接收的輸入連接，用于接收時統站的雙冗余秒脈沖信息，管理單元中雙冗余秒脈沖轉發模塊的輸出與各控制單元中雙冗余秒脈沖接收模塊的輸入連接，將管理單元從時統站接收到的秒脈沖信息轉發給各控制單元。本發明同時采用秒脈沖和時碼信息進行雙層時間同步，防止秒脈沖偏移或時碼報文中斷等單線故障造成系統時間偏移，保證了系統的實時性。

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術領域，具體涉及針對嵌入式系統的安全防護架構體系。

背景技術

隨著我國科技快速進步，越來越多領域的研究都意識到時間統一的重要性，尤其在現代大型工程系統的應用中，時間統一性技術能夠保證系統組成的完整性以及工作的協調性。在工程實現中，通常采用秒脈沖同步方式實現系統時間同步，這對系統內秒脈沖同步的準確度和秒脈沖接收的可靠性提出很高要求?，F有的秒脈沖同步技術需要時統模塊使用數字邏輯器件通過高頻晶體振蕩器產生的高速時鐘對輸入的秒脈沖信號進行采樣、消抖、判別后才能進行同步。秒脈沖信號傳輸延遲、數字邏輯器件采樣延遲、消抖以及邏輯判斷產生的延遲都會導致秒脈沖同步誤差的增大。目前采樣、消抖技術很難徹底解決時統誤差問題?；诿朊}沖接收的可靠性要求和單一秒脈沖時間同步的不穩定性，針對現有時間同步系統中出現的時間偏差、重秒和跳秒等問題，本發明提出了一種基于以太網+秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統。確保系統各單元時間同步的可靠性和實時性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于以太網+秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統，用于解決系統時間同步過程中的跳秒和重秒問題。

本發明一種基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統，其特征在于，包括：時統站、管理單元以及多個控制單元；管理單元和各控制單元接收時統站的時碼報文，時統站的輸出與管理單元的雙冗余接收模塊接收的輸入連接，用于接收時統站的雙冗余秒脈沖信息，管理單元中雙冗余秒脈沖轉發模塊的輸出與各控制單元中雙冗余秒脈沖接收模塊的輸入連接，將管理單元從時統站接收到的秒脈沖信息轉發給各控制單元；管理單元通過雙冗余接收模塊接收到秒脈沖后，轉發秒脈沖給各控制單元，管理單元和各控制單元的邏輯處理單元同時啟動秒余計數器，并將秒余計數器信號與秒脈沖同步，按照雙冗余秒脈沖輸入原理判斷雙冗余秒脈沖中的有效秒脈，將同步后的秒脈沖信號按照高穩晶振提供的時鐘累加計時，實時存入秒余數據寄存器；下一個秒脈沖到來時，則將秒余計數器清零并且轉發秒脈沖給各控制單元，若秒余計數器計數到一閾值時仍沒有下一個秒脈沖到來，認為秒脈沖已經斷開，自動進入守時補償狀態，用來補償由于等待秒脈沖所產生的計數值誤差，補償完成后進入守時狀態，產生守時秒脈沖。

根據本發明的基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統的一實施例，其中，管理單元和各控制單元的主處理器模塊通過雙冗余網絡模塊每秒一次的頻率接收時碼報文，各單元主處理器模塊接收到的時碼報文，將時碼報文解析后存入緩存，等待下一個秒脈沖或者秒余計數器超時后，將緩存中的時碼信息加1賦給時間寄存器和日期寄存器。

根據本發明的基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統的一實施例，其中，在守時狀態和守時補償狀態時，如果邏輯處理單元接收到新秒脈沖，則會切換到授時工作狀態，并繼續等待下一個有效秒脈沖，秒余計數器按照秒脈沖信號累加及時，當秒余計數器等59時清零，分計數器加1，同理當分計數器達到59時，時計數器加1，時分秒信息的變動實時存入時間數據寄存器。

根據本發明的基于以太網和秒脈沖的高精度雙冗余時間同步系統的一實施例，其中，日、月以及年信息也按照日歷規律對相應計數器累加和清零進位。