[發(fā)明專利]基于片上網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010043995.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN111211884B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許川佩;廖加鋒;張碩;范興茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L7/00
• 分類號(hào): H04L7/00;G06F15/78
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

1.一種基于片上網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，其特征在于，

包括主時(shí)鐘路由器和從時(shí)鐘路由器，所述從時(shí)鐘路由器的數(shù)量為多個(gè)，所述主時(shí)鐘路由器與萬兆以太網(wǎng)資源節(jié)點(diǎn)連接，每一所述從時(shí)鐘路由器與每一模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片資源節(jié)點(diǎn)連接，多個(gè)所述從時(shí)鐘路由器與所述主時(shí)鐘路由器連接；其中，

所述主時(shí)鐘路由器，用于以多播的方式發(fā)送主時(shí)鐘至每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器；

所述從時(shí)鐘路由器，用于在接收到主時(shí)鐘后，進(jìn)行主時(shí)鐘和從時(shí)鐘的相位差值測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送至所述主時(shí)鐘路由器；

所述主時(shí)鐘路由器，還用于根據(jù)接收到的測(cè)量結(jié)果以及每個(gè)從時(shí)鐘的不同采樣時(shí)間間隔計(jì)算出每個(gè)從時(shí)鐘的相位偏移值，并以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送給所述從時(shí)鐘路由器；

所述主時(shí)鐘路由器包括第一時(shí)鐘模塊和相位偏移值計(jì)算模塊，所述第一時(shí)鐘模塊和所述相位偏移值計(jì)算模塊連接；其中，

所述第一時(shí)鐘模塊，用于調(diào)用xilinxFPGA的時(shí)鐘IP核，輸出主時(shí)鐘；

所述相位偏移值計(jì)算模塊，用于接收相位差值，根據(jù)相位差值和采樣時(shí)間間隔計(jì)算出從時(shí)鐘的相位偏移值，以及在接收到偏移完成信號(hào)后，發(fā)送同步完成信號(hào)給每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器；

所述從時(shí)鐘路由器，還用于接收到相位偏移值后，對(duì)從時(shí)鐘的相位進(jìn)行偏移，直到相位偏移值減至一時(shí)，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送偏移完成信號(hào)給所述主時(shí)鐘路由器；

所述主時(shí)鐘路由器，還用于接收到每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器的偏移完成信號(hào)之后，以多播的方式發(fā)送時(shí)鐘同步完成信號(hào)給每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器；

所述從時(shí)鐘路由器包括第二時(shí)鐘模塊、相位測(cè)量模塊和相位偏移模塊，所述第二時(shí)鐘模塊、所述相位測(cè)量模塊和所述相位偏移模塊均連接，所述相位測(cè)量模塊與所述第一時(shí)鐘模塊和所述相位偏移值計(jì)算模塊均連接，所述相位偏移模塊與所述相位偏移值計(jì)算模塊連接；其中，

所述第二時(shí)鐘模塊，用于調(diào)用xilinxFPGA的時(shí)鐘IP核，輸出脈沖信號(hào)；

所述相位測(cè)量模塊，用于接收主時(shí)鐘和輔助時(shí)鐘，測(cè)量主時(shí)鐘和從時(shí)鐘的相位差，并將相位差值發(fā)送至所述相位偏移值計(jì)算模塊；輔助時(shí)鐘由外部數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC與壓控振蕩源VCO的組合方式產(chǎn)生，輔助時(shí)鐘作為D觸發(fā)器的采樣時(shí)鐘，采用全數(shù)字雙混頻鑒相器，分別對(duì)主時(shí)鐘和從時(shí)鐘采樣，輸出低頻的信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算得到相位差值；

所述相位偏移模塊，用于接收脈沖信號(hào)，根據(jù)相位偏移值產(chǎn)生第一讀選通信號(hào)和第二讀選通信號(hào)發(fā)送至所述第二時(shí)鐘模塊，每產(chǎn)生一次所述第一讀選通信號(hào)，相位偏移一次，當(dāng)相位偏移值減至一時(shí)，發(fā)送偏移完成信號(hào)至所述相位偏移值計(jì)算模塊。

2.如權(quán)利要求1所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，其特征在于，

所述相位測(cè)量模塊包括采樣單元、放大單元和計(jì)算單元；其中，

所述采樣單元，用于對(duì)主時(shí)鐘被測(cè)信號(hào)和從時(shí)鐘被測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出低頻信號(hào)；

所述放大單元，用于放大混頻之后的主時(shí)鐘被測(cè)信號(hào)和從時(shí)鐘被測(cè)信號(hào)的相位差；

所述計(jì)算單元，用于計(jì)算測(cè)量觸發(fā)器的輸出信號(hào)的相位差計(jì)算出原信號(hào)之間的相位差。

3.一種基于片上網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)鐘同步方法，應(yīng)用于權(quán)利要求2所述的基于片上網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，其特征在于，包括：

以多播的方式發(fā)送主時(shí)鐘至每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器；

在接收到主時(shí)鐘后，進(jìn)行主時(shí)鐘和從時(shí)鐘的相位差值測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送至所述主時(shí)鐘路由器；

根據(jù)接收到的測(cè)量結(jié)果以及每個(gè)從時(shí)鐘的不同采樣時(shí)間間隔計(jì)算出每個(gè)從時(shí)鐘的相位偏移值，并以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送給所述從時(shí)鐘路由器；

接收到相位偏移值后，對(duì)從時(shí)鐘的相位進(jìn)行偏移，直到相位偏移值減至一時(shí)，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送偏移完成信號(hào)給所述主時(shí)鐘路由器；

接收到每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器的偏移完成信號(hào)之后，以多播的方式發(fā)送時(shí)鐘同步完成信號(hào)給每個(gè)所述從時(shí)鐘路由器。