[發明專利]時鐘同步網絡、時鐘觸發網絡及實時觸發處理方法

有效

• 申請號: 202110440342.5
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN112929121B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 曹平;解立坤;李嘉雯;黃錫汝;李超;袁建輝;安琪;岳瓊申
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;曹平;安琪
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本公開提供了一種時鐘同步網絡、時鐘觸發網絡及實時觸發處理方法，其中，時鐘同步網絡包括：N個時鐘觸發模塊，用于獲取并傳遞通訊信息，輸出同步時鐘，其中，每兩個時鐘觸發模塊之間均可相互傳遞通訊信息；N個前端采集模塊組，與每個時鐘觸發模塊對應設置，用于接收同步時鐘及授時信息，同步實時獲取采集數據，并輸出子觸發信息至相應的時鐘觸發模塊；前端采集模塊組包括至少一個前端采集模塊，該前端采集模塊適用于實時同步采集信號波形，獲取采集數據。本公開中的時鐘同步網絡僅用一個傳輸網絡即實現分布節點間的同步授時、實時控制及觸發交互，大大簡化全局授時及控制系統部署。

技術領域

本公開涉及實驗物理的時鐘同步控制領域，尤其涉及一種時鐘同步網絡、時鐘觸發網絡及實時觸發處理方法。

背景技術

為了確保數據采集的同步精度，目前大規模的物理實驗普遍采用的是星形或樹狀網絡的時鐘同步網絡架構，其網絡的根節點上存在一個主時鐘模塊，而其從模塊則分布在其余不同葉節點上，從而構成主從同步時鐘及控制指令的扇出方式。同時，實驗物理中往往需要構建實時觸發網絡，以排除無效事例，降低系統數據率。

現有時鐘同步網絡常存在以下局限：現有技術中采用的樹狀拓撲結構網絡均為單向，僅能實現同步時鐘及控制信息的分發，難以支持觸發信息的實時交互傳遞及處理。額外構建觸發網絡使得系統十分復雜。

因此，為了確保數據采集的同步精度，現有時鐘同步網絡難以對多級觸發信息實現實時交互、同步授時及網絡結構難以擴展的技術問題有待解決。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提出了一種時鐘同步網絡及其實時觸發處理方法，以至少解決上述現有技術中存在的問題。

(二)技術方案

為達到上述目的，本公開提供了一種時鐘同步網絡，包括：

N個時鐘觸發模塊，適用于獲取并傳遞通訊信息，整合通訊信息形成N個同步時鐘系統，同步時鐘系統包括同步時鐘；其中，N為大于等于1的整數；其中，N個時鐘觸發模塊中相鄰的兩個時鐘觸發模塊分別作為主授時節點和從授時節點，主授時節點與從授時節點之間相互傳遞通訊信息；

N個前端采集模塊組，與每個時鐘觸發模塊對應設置；其中，前端采集模塊組包括：至少一個前端采集模塊，至少一個前端采集模塊與對應的同一個時鐘觸發模塊相連，適用于接收時鐘觸發模塊輸出的同步時鐘及授時信息，整合同步時鐘、授時信息形成同步時鐘系統；其中，前端采集模塊適用于實時同步采集信號波形，獲取采集數據；其中，前端采集模塊整合同步時鐘系統形成授時反饋信息，并輸出授時反饋信息至與前端采集模塊相應的時鐘觸發模塊，完成前端采集模塊的同步授時。

在本公開的一些實施例中，主授時節點，包括N個時鐘觸發模塊中第k個時鐘觸發模塊，適用于發出下行通訊信息并接收上行通訊信息；

從授時節點，包括N個時鐘觸發模塊中第k+1個時鐘觸發模塊，適用于發出上行通訊信息并接收下行通訊信息；其中，k為大于等于1且小于N的整數。

在本公開的一些實施例中，主授時節點包括：

主接收器，主接收器的第一端與從授時節點相連，適用于接收上行通訊信息，整合上行通訊信息形成主恢復時鐘和從系統時間信息，輸出主恢復時鐘和從系統時間信息；

時間數字轉換器，與主接收器的第二端相連，適用于接收主授時節點的主系統時鐘和主接收器輸出的主恢復時鐘，測量主系統時鐘與主恢復時鐘的主相位差信息，并輸出主相位差信息；

系統計時器，適用于接收從接收器輸出的從系統時間信息和主系統時鐘，整合主系統時鐘形成主系統時間信息，整合從系統時間信息決定是否發送主系統時間信息；