具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明所述方案作进一步地详细说明。
参见图1,图1为本发明实施例中时钟定时同步网络实现流程示意图。具体步骤为:
步骤101,主站点网络设备从时钟源获取IRIG-B码时钟信息,将IRIG-B码时钟信息转换为IEEE1588协议帧时钟信息,并通过以太网络传递给从站点网络设备。
步骤101中,主站点网络设备将IRIG-B码时钟信息转换为IEEE1588协议帧时钟信息的方法为:
主站点网络设备从IRIG-B码时钟信息中解析出时间信息,并产生秒定时脉冲,将该秒定时脉冲与本地时钟当前的秒定时脉冲的相位差进行滤波处理,获得稳定的时钟调整参数,根据该时钟调整参数调整本地晶振提供的时钟,获得经过同步的秒脉冲定时信息,并更新解析出的时间信息;将经过同步的秒脉冲定时信息和更新的时间信息通过IEEE1588协议转换为IEEE1588协议帧时钟信息。
步骤102,从站点网络设备从以太网络接收IEEE1588协议帧时钟信息,将该IEEE1588协议帧时钟信息转换为IRIG-B码时钟信息,并传递给需定时设备。
步骤102中,从站点网络设备将IEEE1588协议帧时钟信息转换为IRIG-B码时钟信息的方法为:
从站点网络设备将IEEE1588协议帧时钟信息根据IEEE1588协议转换为秒定时脉冲和时间信息;将秒定时脉冲和本地时钟当前秒定时脉冲的相位差进行周期滤波处理,获得稳定的时钟调整参数,根据该时钟调整参数调整本地晶振提供的时钟,获得经过同步的秒脉冲定时信息,并更新时间信息;根据同步的秒定时脉冲信息和更新的时间信息产生IRIG-B码时钟信息。
主站点网络设备和从站点网络设备都需对秒定时脉冲相位差进行滤波处理,进行滤波处理的周期为:
获得时钟信息初始时刻,滤波周期为第一预设滤波周期;时钟同步趋于稳定时,滤波周期为第二预设滤波周期;时钟同步稳定后,滤波周期为第三预设滤波周期,其中,第一预设滤波周期小于第二预设滤波周期,第二预设滤波周期小于第三预设滤波周期。
主站点网络设备和从站点网络设备获得稳定的时钟调整参数时,进一步采集当前的工作温度,并与稳定的时钟调整参数关联保存。
若未接收到时钟信息,则根据当前的工作温度,获取保存的关联的时钟调整参数对本地晶振提供的时钟进行调整。
参见图2,图2为本发明实施例中时钟定时同步网络实现系统结构示意图。该系统包括:主站点网络设备210和从站点网络设备220。
主站点网络设备210从时钟源获取IRIG-B码时钟信息,将IRIG-B码时钟信息转换为IEEE1588协议帧时钟信息,并通过以太网络传递给从站点网络设备220。
从站点网络设备220从以太网络接收IEEE1588协议帧时钟信息,将该IEEE1588协议帧时钟信息转换为IRIG-B码时钟信息,并传递给需定时设备。
参见图3,图3为主站点网络设备210结构示意图。该主站点网络设备210包括:获取单元211、解析单元212、第一鉴相单元213、第一时间寄存器214、第一滤波单元215、第一调整单元216和第一IEEE1588协议处理单元217。
获取单元211从时钟源获取IRIG-B码时钟信息。
解析单元212从获取单元211获取的IRIG-B码时钟信息中解析出时间信息,发送给第一时间寄存器214,并产生秒定时脉冲传递给第一鉴相单元213。
第一鉴相单元213负责比较解析单元212发来的秒定时脉冲和第一调整单元216发来的本地时钟当前的秒定时脉冲的相位差,并把该相位差信息发送给第一滤波单元215。
第一鉴相单元213鉴相时采用高速时钟,使得误差在ns级。由于解析单元212解析IRIG-B码时钟信息时需要处理时间,会有延迟,所以要根据延迟时间对鉴相结果进行修正。
第一时间寄存器214接收到解析单元212发送的时间信息并写入,根据第一调整单元216发送的秒定时脉冲进行秒前沿自动更新,并供第一IEEE1588协议处理单元217读取。
由于解析IRIG-B码时钟信息有延时,此处写入的时间是略有延迟的,所以在本地时钟调整同步后的秒前沿自动更新,与随后获得的IRIG-B码时钟信息是一致的,并且即使IRIG-B码时钟信息丢失也能正常计时。第一时间寄存器214写入时间以秒为最小单位。
第一滤波单元215负责对第一鉴相单元213发来的相位差信息进行滤波处理,将滤波结果作为时钟调整参数。
第一滤波单元215,用于当获得IRIG-B码时钟信息初始时刻,进行滤波处理的滤波周期为第一预设滤波周期;当时钟同步趋于稳定时,进行滤波处理的滤波周期为第二预设滤波周期;时钟同步稳定后,滤波周期为第三预设滤波周期,其中,第一预设滤波周期小于第二预设滤波周期,第二预设滤波周期小于第三预设滤波周期。这里的预设滤波周期根据实际应用具体设置。
避免短时抖动、干扰造成的扰动,获得一个稳定准确的时钟调整参数。在获得时钟源的初始时刻,滤波周期较短,可快速同步,随着逐渐同步稳定,适当加长滤波周期,获得更加稳定准确的调整参数,使得同步时钟更加稳定,并且在时钟同步稳定后,进行长时间的数据积累分析,使调整参数更加的精细,这样在时钟源中断、本地时钟进入守时状态时也可以长时间保持稳定准确的时钟。
第一调整单元216根据第一滤波单元215获得的调整参数调整本地晶振提供的时钟,输出一个经过同步的秒脉冲定时信息。
第一调整单元216输出的秒定时脉冲一方面与解析IRIG-B码时钟信息得到的时间信息进行鉴相比较,另一方面也提供给第一时间寄存器214进行时间信息更新,并发送给第一IEEE1588协议处理单元217。
第一IEEE1588协议处理单元217接收第一调整单元216输出的经过同步的秒脉冲定时信息,并获取第一时间寄存器214存储的时间信息,通过IEEE1588协议转换为IEEE1588协议帧时钟信息,并由以太网络传递给从站点网络设备202。
主站点网络设备201进一步包括第一参数处理单元218。
第一参数处理单元218接收第一滤波单元发来的时钟调整参数,并和实时采集的工作温度关联保存。
当时钟源发来的IRIG-B码时钟信息稳定可靠时,把第一滤波单元215发来的时钟调整参数转发给第一调整单元216,如果时钟源的IRIG-B码时钟信息中断,则根据当前的工作温度,调取保存的时钟调整参数送给第一调整单元216。
参见图4,图4为从站点网络设备220结构示意图。该从站点网络设备220包括:第二IEEE1588协议处理单元221、第二鉴相单元222、第二滤波单元223、第二时间寄存器224、第二调整单元225和生成单元226。
第二IEEE1588协议处理单元221通过以太网络接收IEEE1588协议帧时钟信息,根据IEEE1588协议转换为秒定时脉冲和时间信息,并将该时间信息发送第二时间寄存器224,将秒定时脉冲发送第二鉴相处理单元222。
第二鉴相处理单元222负责第二IEEE1588协议处理单元221发来的秒定时脉冲和第二调整单元225发来的本地时钟当前的秒定时脉冲的相位差,并把该相位差信息发送给第二滤波单元223。
第二鉴相单元222鉴相时采用高速时钟,使得误差在ns级。
第二滤波单元223负责对第二鉴相单元222发来的相位差信息进行滤波处理,将滤波结果作为时钟调整参数并发送给第二调整单元225。
第二滤波单元223,用于当获得IEEE1588协议帧时钟信息初始时刻时,进行滤波处理的滤波周期为第四预设滤波周期;当时钟同步趋于稳定时,进行滤波处理的滤波周期为第五预设滤波周期;时钟同步稳定后,滤波周期为第六预设滤波周期,其中,第四预设滤波周期小于第五预设滤波周期,第五预设滤波周期小于第六预设滤波周期。这里预设的滤波周期根据具体实际应用进行设置。
避免短时抖动、干扰造成的扰动,获得一个稳定准确的时钟调整参数。在获得时钟源的初始时刻,滤波周期较短,可快速同步,随着逐渐同步稳定,适当加长滤波周期,获得更加稳定准确的调整参数,使得同步时钟更加稳定,并且在时钟同步稳定后,进行长时间的数据积累分析,使调整参数更加的精细,这样在时钟源中断、本地时钟进入守时状态时也可以长时间保持稳定准确的时钟。
第二时间寄存器224接收第二IEEE1588协议处理单元221发送的时间信息并写入,根据第二调整单元225发送的秒定时脉冲进行秒前沿自动更新,并供生成单元226提取。
第二时间寄存器224保存实时时间,以秒为最小单位,在以太网部分IEEE1588协议正常工作后,把接收到的时间信息写入,但由于软件处理有延时,此处写入的时间是有延迟的,所以在本地时钟调整同步后的秒前沿自动更新,与随后获得的时间信息是一致的,并且即使IEEE1588协议中断也能正常计时。
第二调整单元225根据第二滤波单元223获得的调整参数调整本地晶振提供的时钟,输出一个经过同步的秒脉冲定时信息。
第二调整单元225输出的秒定时脉冲一方面与第二IEEE1588协议处理单元221得到的时间信息进行鉴相比较,另一方面也提供给第二时间寄存器224进行时间信息更新,并发送给生成单元226。
生成单元226根据接收第二调整单元225发来的秒定时脉冲和第二时间寄存器224发来的时间信息,生成IRIG-B码时钟信息,并发送给需定时设备。
从站点网络设备220还包括第二参数处理单元227。
第二参数处理单元227接收第二滤波单元发来的时钟调整参数,并和实时采集的工作温度关联保存。
当从以太网络接收的IEEE1588协议帧时钟信息稳定可靠时,把第二滤波单元223发来的时钟调整参数转发给第二调整单元225,如果以太网传递的IEEE1588协议帧时钟信息中断,则根据当前的工作温度,调取保存的时钟调整参数送给第二调整单元225。
本发明实施例中主站点网络设备和从站点网络设备获得当前工作温度可以通过温度传感器获得。
上述实施例的单元可以集成于一体,也可以分离部署;可以合并为一个单元,也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述,本发明具体实施例中主站点网络设备通过将从时钟源获得的IRIG-B码时钟信息转换为IEEE1588协议帧时钟信息,并通过以太网络传输给从站点网络设备,从站点网络设备将从以太网络接收的IEEE1588协议帧时钟信息转换为IRIG-B码时钟信息,使得在主站点网络时钟源可以通过IRIG-B码接口获得,从站点设备也可以通过IRIG-B码接口从网络中获得定时,使定时网络得到更广泛的应用。
本发明具体实施例中鉴相采用高速时钟,控制误差在ns级。对鉴相结果进行滤波的滤波周期是变化的,并在同步后采用较长滤波周期进行滤波。记录分析,获得高精细度的调整参数。并将调整参数与当前工作温度关联保存,在时钟源中断的情况下,可以根据工作温度调用记录的时钟参数进行修正。因此,只用普通晶振,就可以保持稳定高精度的时钟。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。