[發(fā)明專利]一種高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110055998.5
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN112886951B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐金鋒;王瑞曉;秦臻;姜甜;鄭堃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H03K5/1252
• 分類號(hào): H03K5/1252;G04G7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發(fā)明公開了一種高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路及方法，屬于高精度守時(shí)設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明的高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路及方法，通過時(shí)鐘監(jiān)測模塊、校時(shí)及守時(shí)控制、時(shí)鐘切換及輸出控制模塊的協(xié)同工作，將守時(shí)設(shè)備中的所有時(shí)鐘均執(zhí)行守時(shí)操作，同時(shí)每個(gè)時(shí)鐘均與其接入的本地時(shí)鐘源實(shí)時(shí)進(jìn)行頻率校準(zhǔn)同步，能夠在某一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘出現(xiàn)工作異常時(shí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘異常自動(dòng)檢測并自動(dòng)無縫切換時(shí)鐘和同步時(shí)間信號(hào)。本發(fā)明的切換方法能夠?qū)崿F(xiàn)本地時(shí)鐘源的無縫切換，不會(huì)造成秒脈沖的丟失同時(shí)最大限度的保證守時(shí)設(shè)備的守時(shí)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高精度守時(shí)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路及方法。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)和分布式測試控制裝備系統(tǒng)中，狀態(tài)參數(shù)的同步采集測量和同步指令控制等操作意義重大。為了解決異地分布式系統(tǒng)的同步采集測量和同步指令控制問題，需要采用高精度守時(shí)設(shè)備對(duì)異地設(shè)備進(jìn)行時(shí)間同步操作，從而實(shí)現(xiàn)異地分布式系統(tǒng)時(shí)間同步從而實(shí)現(xiàn)同步操作。

高精度守時(shí)設(shè)備一般具備三個(gè)主要功能：校時(shí)功能、守時(shí)功能和授時(shí)功能。(1)校時(shí)功能是指通過外部GPS接收機(jī)/或其他設(shè)備接口提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，對(duì)設(shè)備自身的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，使本地時(shí)間能夠與標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)時(shí)間“對(duì)齊”；(2)守時(shí)功能是在完成校時(shí)后，GPS失鎖或沒有外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的情況下，僅依靠本地高精度時(shí)鐘維持本地時(shí)間的運(yùn)行，以期能夠在較長的時(shí)間內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)時(shí)間盡可能的一致。(3)授時(shí)功能是守時(shí)設(shè)備為其他系統(tǒng)或設(shè)備對(duì)外輸出內(nèi)部運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和秒脈沖信號(hào)。為保證本地時(shí)鐘的可靠性，通常在本地設(shè)置多個(gè)時(shí)鐘源，即使本地某一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘源出現(xiàn)異常時(shí)，也能夠依靠正常工作的其他時(shí)鐘執(zhí)行守時(shí)功能。在多個(gè)本地時(shí)鐘源之間進(jìn)行時(shí)鐘源切換時(shí)，現(xiàn)有常用的切換方法通常是由軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)某個(gè)本地時(shí)鐘異常后向軟件提交中斷，由軟件來完成時(shí)鐘源的切換和精度損失的補(bǔ)償，該處理方法會(huì)引起守時(shí)精度的損失或秒脈沖的丟失。

通過檢索審查現(xiàn)有公開的文獻(xiàn)，CN201010127209.6的中國發(fā)明專利公開了一種時(shí)鐘切換方法，該發(fā)明主要關(guān)注用于電路工作兩個(gè)同頻時(shí)鐘的檢查及切換方法，其涉及的時(shí)鐘與應(yīng)用于守時(shí)設(shè)備的時(shí)鐘概念不同，同時(shí)該電路僅完成時(shí)鐘切換功能，無法保留和保持設(shè)備中的絕對(duì)時(shí)間信息，不適用于守時(shí)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有依靠軟件進(jìn)行多個(gè)本地時(shí)鐘源切換，會(huì)引起守時(shí)精度的損失或秒脈沖的丟失的缺點(diǎn)，提供一種高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路及方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種高精度守時(shí)設(shè)備的多時(shí)鐘源無縫切換電路，包括N個(gè)時(shí)鐘監(jiān)控模塊、N個(gè)校時(shí)及守時(shí)控制模塊和時(shí)鐘切換處理模塊；

所述時(shí)鐘監(jiān)控模塊，用于對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻處理并監(jiān)控外部時(shí)鐘信號(hào)是否正常；

所述校時(shí)及守時(shí)控制模塊，用于在本地時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)有外部標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖及標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間輸入時(shí)，將內(nèi)部時(shí)間與外部標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間執(zhí)行同步對(duì)齊操作，同時(shí)根據(jù)外部輸入的秒脈沖對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行校頻，校頻完成后通過校頻時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間的產(chǎn)生；

若無外部標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖及標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間輸入且其他外部時(shí)鐘信號(hào)均工作異常，則根據(jù)內(nèi)部鎖定的同步時(shí)間，執(zhí)行守時(shí)功能；

若無外部標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖及標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間輸入且其它外部時(shí)鐘信號(hào)中的一個(gè)工作正常，則將所述工作正常的時(shí)鐘信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源，對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行校頻，同時(shí)通過校頻時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間的產(chǎn)生；

所述時(shí)鐘切換及輸出控制模塊，用于將校時(shí)及守時(shí)控制模塊輸出的秒脈沖和標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間進(jìn)行處理，輸出一個(gè)同步秒脈沖和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)同步時(shí)間；

N為大于等于2的正整數(shù)。

進(jìn)一步的，所述時(shí)鐘切換及輸出控制模塊，用于將N個(gè)校時(shí)及守時(shí)控制模塊產(chǎn)生的秒脈沖組合生成一個(gè)同步秒脈沖；