[發(fā)明專利]基于FPGA的IRIG-B直流碼解碼及對時自動切換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110752926.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113791533B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬文霞;肖泉建;孫文超;王言暢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號: G04G7/00
• 分類號: G04G7/00;G04G5/00;H03M7/08
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發(fā)明涉及基于FPGA的IRIG?B直流碼解碼及對時自動切換方法，利用FPGA芯片構(gòu)建預(yù)設(shè)模式、對時模式和計時模式的啟動順序，實現(xiàn)了預(yù)設(shè)模式、對時模式和計時模式之間自動切換，能夠在設(shè)定的時間基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確計時并在外界有校正對時時自動切換到校正時鐘的時間，而當(dāng)外部對時校正時鐘停止后能夠在此時間基礎(chǔ)上繼續(xù)準(zhǔn)確計時，將“秒”、“分”、“時”和“天”進(jìn)行解碼，得到月、日、時、分、秒等時間信號，同時以串口形式輸出，更新頻率為1s，方便直觀判斷時間正確與否。本發(fā)明主要通過FPGA芯片為主要控制芯片，代碼移植性強，實現(xiàn)較為簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是基于FPGA的IRIG-B直流碼解碼及對時自動切換方法。

背景技術(shù)

IRIG-B直流碼由于其相對簡單的串行輸入格式，攜帶豐富的編碼信息，并且每秒一幀的格式符合時間的使用習(xí)慣已經(jīng)成各個國家通用的時間同步標(biāo)準(zhǔn)。隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，采用FPGA芯片的解碼電路具有電路器件少、成本低且準(zhǔn)確度高等優(yōu)點逐漸成為IRIG-B直流碼解碼的主流趨勢。

而如何保證各個設(shè)備之間時間的統(tǒng)一，需要對設(shè)備進(jìn)行對時校正，保證設(shè)備的日常運行以及對時校正后的正常運行十分重要，而目前尚未出現(xiàn)針對此問題的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出基于FPGA的IRIG-B直流碼解碼及對時自動切換方法，能夠在設(shè)定的時間基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確計時并能夠在外界有校正對時時自動切換到校正時鐘的時間，而當(dāng)外部對時校正時鐘停止后能夠在此時間基礎(chǔ)上繼續(xù)準(zhǔn)確計時，并將時鐘信息用串口輸出。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

1、基于FPGA的IRIG-B直流碼解碼及對時自動切換方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、FPGA上電后進(jìn)行預(yù)設(shè)模式，按照預(yù)先設(shè)定的時鐘進(jìn)行計時；

步驟2、判斷是否有對時時鐘接入，若有對時時鐘接入則進(jìn)行對時模式并輸出對時時鐘，并進(jìn)行步驟3，若無對時時鐘接入則仍然按照預(yù)設(shè)時鐘計時，并將時鐘信號輸出；

步驟3、通過FPGA解碼部分進(jìn)行IRIG-B直流碼解碼；

步驟4、判斷對時時鐘是否斷開，若未斷開，則返回步驟3，并將解碼后的時鐘信號作為輸出，否則進(jìn)行步驟5；

步驟5、自動切換到計時模式，按照斷開前最后一刻的時鐘作為計時開始進(jìn)行循環(huán)計時并輸出；

步驟6、將FPGA解碼及計算得到的時鐘信號轉(zhuǎn)換報文并以一定的發(fā)送頻率用串口輸出；

所述計時模式為上電后按照設(shè)定的預(yù)設(shè)時鐘進(jìn)行計時，

對時模式為當(dāng)外部對時信號輸入時輸出對時信號，

計時模式為當(dāng)外部信號斷開后按照斷開時刻的時鐘繼續(xù)計時。

而且，所述步驟1中判斷是否有對時時鐘接入的具體實現(xiàn)方法為：FPGA檢測IRIG-B直流碼的輸入情況，以移位寄存器的形式檢測IRIG-B直流碼中的參考碼元P₀是否全為0，若全為0則判斷為對時時鐘未輸入，若不為全0則判斷為對時時鐘輸入。

而且，所述步驟2中解碼部分包括：檢測模塊、時鐘分頻模塊、解碼模塊、轉(zhuǎn)換模塊、秒脈沖輸出模塊和100Hz頻標(biāo)輸出模塊，其中時鐘分頻模塊分別連接檢測模塊和解碼模塊，檢測模塊分別連接解碼模塊、秒脈沖輸出模塊和100Hz頻標(biāo)輸出模塊，轉(zhuǎn)換模塊連接轉(zhuǎn)換模塊。

而且，所述步驟3中IRIG-B直流碼解碼包括以下步驟：