[發明專利]一種現場總線網絡的延時補償方法

有效

• 申請號: 202110436027.5
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113033022B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 應屹航;梁堅;陳樹;王理想;陳偉
• 申請（專利權）人: 杭州國芯科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F7/498
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明公開了一種現場總線網絡的延時補償方法。現有電子雷管對于起爆任務時間不易進行校準。本發明方法是在每個電子雷管的起爆芯片以及控制器預設相同的校準時間，校準時間的時長F_std為起爆芯片的標稱頻率；現場總線部署后，控制器在設置完定時起爆任務后，發送約定時長的校準命令；起爆芯片接受到校準命令后通過累加和移位的方法，實現的定時起爆任務的校準補償。本發明方法不需要外部晶振，也不需要起爆芯片內部的RC振蕩電路進行校準，起爆芯片只需設置加法器和移位電路，不需要乘法或者除法的邏輯電路，節約了芯片開銷。

技術領域

本發明屬于電子雷管技術領域，涉及一種現場總線網絡的延時補償方法，即電子雷管的現場總線網絡應用場景下的延時補償方法。

背景技術

在電子雷管的應用中，經常性會在爆破現場，多個起爆芯片組成一個現場總線網絡。由一個控制器控制多個起爆芯片，依次定時起爆。每個芯片起爆間隔從毫秒級到秒級不等。起爆時間如果不準確，可能會對爆炸效果，甚至安全性都造成嚴重影響，所以需要每個起爆芯片可以精確定時。

在很多時候，起爆芯片作為一次性消耗品，出于成本考慮，并不會使用外部晶振，而是采用內部RC振蕩電路來產生時鐘。芯片內部的RC振蕩電路的個體之間差異大，如果需要準確的頻率，需要進行校準，并存儲在芯片內部。存儲一般需要EFUSE等特殊器件和工藝，會增加芯片面積和成本。另外，出廠校準的環境與實際使用的環境差別較大，實際RC振蕩電路的時鐘頻率仍會和校準頻率有差異。如果要避免這種差異，需要較大的補償電路，這樣也會增加芯片的成本。

發明內容

本發明的目的就是針對上述應用場景，提供一種現場總線網絡的延時補償方法，該方法不需要外部晶振，也不需要起爆芯片內部的RC振蕩電路進行校準，起爆芯片只需設置加法器和移位電路，不需要乘法或者除法的邏輯電路，節約了芯片開銷。

本發明方法是在每個電子雷管的起爆芯片以及控制器預設相同的校準時間，校準時間的時長F_std為起爆芯片的標稱頻率，n為整數；現場總線部署后，控制器在設置完定時起爆任務后，發送約定時長的校準命令；起爆芯片接受到校準命令后通過累加和移位的方法，實現的定時起爆任務的校準補償。

具體校準補償過程是：

步驟(1).布置在現場總線的控制器對各個電子雷管預先設置各自的定時起爆任務；以標稱頻率F_std折算的時鐘個數為N_std表示定時起爆任務的時長，N_std＝P_m·F_std，P_m為定時起爆任務時長的時間值；

步驟(2).控制器對所有起爆芯片發出校準開始命令，起爆芯片接收到校準開始命令后開始計時鐘數；計時鐘數的方法是：起爆芯片在每個實際時鐘周期T_r以N_std的值作為計數單位通過加法器進行累加，即每過一個T_r累加N_std；

步驟(3).到達預設的校準時間，控制器對所有起爆芯片發出校準結束命令，起爆芯片接收到校準結束命令后，停止計時鐘數；校準開始命令與校準結束命令的時間間隔即為校準時間；

步驟(4).起爆芯片將時鐘數的計數結果通過移位器右移n比特得到的值，作為實際時鐘頻率折算的時鐘個數為N_r，即為校準后的定時起爆任務的時長。

進一步，起爆芯片如果完成定時起爆任務的時長校準，起爆芯片內部進行標記；控制器根據標記判斷各個起爆芯片是否完成校準，如果有任意一個起爆芯片沒有完成校準，則控制器重新發送發出校準開始、結束命令，起爆芯片重新進行校準。

更進一步，控制器重新發送校準命令次數達到設定值后，如果仍然存在沒有完成校準的起爆芯片，則表示現場總線或起爆芯片存在異常情況，上報錯誤。