CN108400861B - 晶振初始频率调整方法和装置以及时钟同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶振初始频率调整方法和装置以及时钟同步系统，其中方法包括：在晶振起振的初始阶段，读取驯服值集合内的多个驯服值，其中，所述驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值，根据读取的所述多个驯服值计算所述晶振起振的初始压控值，将所述初始压控值输出至所述晶振，触发所述晶振按照所述初始压控值振荡。上述晶振初始频率调整方法，能够实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性。

Description

晶振初始频率调整方法和装置以及时钟同步系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种晶振初始频率调整方法和装置以及时钟同步系统。

背景技术

晶振是一种高精度和高稳定度的振荡器，在通信系统中为设备提供基准时钟信号。虽然晶振具有很高的频率稳定度，但是在应用过程中输出频率随着时间的推移会发生变化，这就是晶振的老化。晶振的老化会造成晶振初始输出频率的偏差，设备上电运行时，导致时钟同步模块无法正常运行，无法正常与同步源进行频率和相位跟踪。此外晶振的振荡频率会随着环境温度变化而发生微小偏移，这是晶振的固有特性，称之为温飘，也会影响初始频率输出误差。

晶振被广泛用于各种通信设备中，例如应用于家庭、办公室以及公共场所的小型一体化的小蜂窝基站，如果这些设备在网运行较长时间后，不对晶振初始输出频率进行校准，在设备重新运行，晶振初始输出频率误差较大的情况下，会造成设备的时钟同步频率误差较大，无法实现对时钟源的频率和相位跟踪，从而无法完成时钟同步功能，导致设备无法正常运行。

发明内容

基于此，有必要针对传统晶振初始输出频率误差大的问题，提供一种晶振初始频率调整方法和装置以及时钟同步系统。

一种晶振初始频率调整方法，包括如下步骤：

在晶振起振的初始阶段，读取驯服值集合内的多个驯服值，其中，所述驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值；根据读取的所述多个驯服值计算所述晶振起振的初始压控值；将所述初始压控值输出至所述晶振，触发所述晶振按照所述初始压控值振荡。

上述晶振初始频率调整方法，在每次晶振起振时，根据读取的驯服值集合存储的多个驯服值计算的晶振起振的初始压控值，输出至晶振触发晶振按照初始压控值开始振荡，实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，其中驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性。

在一个实施例中，所述根据读取的所述多个驯服值计算晶振起振的初始压控值的步骤包括：计算所述多个驯服值的平均值，将计算获得的所述多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值。通过计算驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值，可以消除单次驯服值的偶然误差，综合多次驯服值的平均值，得到稳定的初始压控值输出至晶振，提升晶振初始输出频率的稳定性。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括对所述时钟同步模块输出的压控值进行训练的步骤，该步骤具体包括：按照时钟同步模块的调整周期，周期性读取时钟同步模块的压控值；计算多个周期读取的压控值的平均值，将所述多个周期的压控值的平均值作为本次训练的驯服值；将所述驯服值存入所述驯服值集合中。

在一个实施例中，本发明实施例的晶振初始频率调整方法，还包括步骤：周期性读取所述时钟同步模块的压控值的过程中，获取时钟同步模块的同步状态和所述时钟同步模块对应的时钟源的输入信号；当所述时钟同步模块的同步状态为同步正常，且所述时钟源的输入信号正常，则判断每个周期读取的压控值是否在预设的压控值范围内；若读取的压控值在所述预设的压控值范围内，则确定对应的压控值为有效压控值；

所述计算多个周期读取的压控值的平均值，将所述多个周期读取的压控值的平均值作为本次训练的驯服值，包括：计算所述多个周期读取的有效压控值的平均值，将计算获得的所述多个周期的有效压控值的平均值作为本次训练的驯服值。

上述实施例的技术方案，筛除时钟同步模块的工作状态和时钟源的输入信号异常状态下产生的压控值，以及超出设定的压控值范围的压控值，筛除可能存在异常的压控值，选出有效的压控值，能够提升根据有效压控值训练获取的驯服值的准确性，进而提升晶振初始频率的准确性。

在一个实施例中，所述计算多个周期读取的压控值的平均值之前，还包括步骤：将预设个相邻周期读取的压控值划分为一组，计算各组压控值的平均值，获得各组对应的压控平均值；对相邻组的压控平均值作差，得到对应的压控差值；判断各个压控差值的绝对值是否超出设定的比较门限值，若任意一个压控差值的绝对值超出所述比较门限值，则确定本次训练无效，重新训练。

上述实施例的技术方案，当监测到压控差值超出设定的比较门限值时，说明当前压控值波动较大，系统处于不稳定的状态，晶振尚未进入稳态，则计该次训练无效，返回S501重新训练。反之，若监测到的压控差值都小于或等于比较门限值，则说明晶振调整进入稳态。能够在晶振处于稳态下再进行训练，使得训练获取的驯服值更稳定，更准确地获取稳态下时钟同步模块输出压控值的驯服值。

在一个实施例中，所述获取多个周期的压控值的步骤包括：

获取所述晶振和所述时钟同步模块的运行状态，若所述晶振或所述时钟同步模块的运行状态为停止运行，则停止读取所述时钟同步模块的压控值，并将本次训练已读取的压控值作为所述多个周期读取的压控值。

上述实施例的技术方案，在系统同步过程中，持续训练，若系统同步运行停止，例如若检测到所述晶振或所述时钟同步模块的运行状态为停止运行，则获取时钟同步系统当次运行过程中的所有压控值，作为多个周期的压控值以获取当次训练的驯服值。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括步骤：若当前调整周期的时钟同步模块的同步状态为同步异常，则计所述时钟同步模块的失步次数加一，其中，所述时钟同步模块的失步次数在每次训练初始阶段归零；判断当前失步次数是否大于设定的失步门限值，若大于所述失步门限值，则计本次训练无效。

上述实施例的技术方案，在训练过程中，对时钟同步模块异常次数进行计数，当计数的失步次数超出设定的失步门限值时，当前时钟同步模块的工作状态异常产生次数较多，说明系统处于不稳定的状态中，时钟同步模块产生的压控值不稳定或不准确，则计该次训练无效，重新训练，以提升训练获取的驯服值的准确性和稳定性，从而提升晶振初始输出频率的准确性和稳定性。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括步骤：当所述时钟同步模块的同步状态为同步异常时，则停止本次训练，清除本次训练已读取的压控值，待时钟同步模块的同步状态为同步正常时，重新训练。在时钟同步模块异常时，即停止训练，避免时钟同步模块异常状态下获取的驯服值不准确，提升训练获取的驯服值的准确性。

在一个实施例中，当所述时钟同步模块的同步状态为同步异常时，还包括步骤：产生失步告警。在时钟同步模块异常时，产生失步告警，可提醒相关工作人员时钟同步模块存在异常状态，工作人员可及时获知并对异常状态进行排查和处理。

本发明还提供一种晶振初始频率调整装置，包括：

驯服值读取模块，用于用于在晶振起振的初始阶段，读取驯服值集合内的多个驯服值，其中，所述驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值；

初始压控值计算模块，用于根据读取的所述多个驯服值计算所述晶振起振的初始压控值；

初始压控值输出模块，用于将所述初始压控值输出至所述晶振，触发所述晶振按照所述初始压控值振荡。

上述晶振初始频率调整装置，在每次晶振起振时，根据读取的驯服值集合存储的多个驯服值计算的晶振起振的初始压控值，输出至晶振触发晶振按照初始压控值开始振荡，实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，其中驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性。

本发明还提供一种计算机设备以及一种计算机存储介质。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一个实施例所述的晶振初始频率调整方法。

上述计算机设备，通过所述处理器上运行的计算机程序，实现了晶振起振压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，从而实现对晶振的初始频率的及时校准，提升晶振输出初始频率的稳定性和准确性。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任意一个实施例所述的晶振初始频率调整方法。

上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，实现了晶振起振压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，从而实现对晶振的初始频率的及时校准，提升晶振输出初始频率的稳定性和准确性。

此外，本发明还提供一种时钟同步系统，包括：时钟同步模块、数字模拟转换器、晶振、处理器和晶振补偿值存储单元；

所述时钟同步模块、数字模拟转换器与晶振依次连接，所述时钟同步模块、处理器与晶振依次连接，所述晶振与时钟同步模块连接，所述处理器与晶振补偿值存储单元连接，所述时钟同步模块与时钟源连接；

所述处理器配置为执行如上任意一个实施例所述的晶振初始频率调整方法。

在一个实施例中，所述晶振为压控晶振，所述晶振根据接收的晶振补偿值存储单元的初始压控值起振，并根据接收的时钟同步模块输出的压控值进行振荡，并输出振荡频率至时钟同步模块；

所述时钟同步模块用于接收时钟源输出的信号和获取晶振输出的振荡频率，根据时钟源输出的信号频率和相位，以及晶振输出的振荡频率，周期性输出压控值至晶振对晶振的振荡频率进行微调，以调整当前时钟同步链路，对时钟源输入信号进行频率和相位跟踪；

所述数字模拟转换器用于将时钟同步模块发出的数字压控值转换成模拟压控值发送给晶振；

所述晶振补偿值存储单元用于存储训练获取的驯服值，并在每次晶振起振时，将存储的多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值输出至晶振。

上述时钟同步系统，时钟同步模块接收时钟源信号和晶振的振荡频率，周期性输出压控值至晶振对晶振的振荡频率进行微调，以调整当前时钟同步链路，对时钟源输入信号进行频率和相位跟踪；处理器在每次晶振起振时，将晶振补偿值存储单元存储的多个驯服值计算的晶振起振的初始压控值输出至晶振触发晶振振荡，实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性，从而提升时钟同步系统时钟同步的准确性和稳定性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的时钟同步系统结构示意图；

图2为本发明一个实施例的时钟同步系统结构示意图；

图3为本发明另一个实施例的时钟同步系统结构示意图；

图4为本发明晶振初始频率调整方法流程图；

图5为本发明一个实施例的晶振压控值训练方法流程图；

图6为本发明一个实施例的晶振初始频率调整装置结构示意图；

图7为本发明一个实施例的晶振初始频率调整系统结构示意图；

图8为本发明应用实例一的晶振初始频率调整方法流程示意图；

图9为本发明应用实例二的晶振初始频率调整方法流程示意图；

图10为本发明应用实例三的晶振初始频率调整方法流程示意图；

图11为本发明应用实例四的晶振初始频率调整方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的晶振初始频率调整方法可以应用于如图1所示的时间同步系统中，请参考图1所示，为本发明晶振初始频率调整方法的其中一个应用场景图，包括：时钟同步模块、数字模拟转换器、晶振、处理器和晶振补偿值存储单元。时钟同步模块、数字模拟转换器与晶振依次连接，时钟同步模块、处理器与晶振依次连接，晶振与时钟同步模块连接，处理器与晶振补偿值存储单元连接，时钟同步模块与时钟源通信连接。其中，时钟源可以包括全球定位系统(Global Position System，GPS)和GPS接收模块，参见图2所示，GPS接收模块接收GPS信号，根据算法输出标准1pps秒脉冲信号发送至时钟同步模块，时钟源也可以包括GPS、GPS接收模块和1588服务器，参见图3所示，1588服务器组播精密时间同步协议(Precision Time Synchronization Protocol，PTP)网络信号发送至时钟同步模块，时钟同步模块根据PTP协议提取出1pps信号。时钟同步模块根据接收的时钟源的信号和晶振的输出频率，根据算法算出控制字配置给数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，DAC)输出电压控制压控晶振输出频率，压控晶振输出频率得到微调，这个过程根据算法不断收敛，直到鉴相稳定。在时钟同步系统运行过程中，处理器接收时钟同步模块输出的压控值，根据该压控值进行训练获取压控值的驯服值，将每次训练的驯服值存储于晶振补偿值存储单元中。在晶振起振阶段，处理器根据读取的晶振补偿值存储单元内存储的驯服值计算初始压控值输出至晶振，晶振按照初始压控值开始振荡，输出初始振荡频率，实现对晶振初始输出频率的调整。

请参见图4，图4为晶振初始频率调整方法流程图，本发明该实施例的晶振初始频率调整方法包括如下步骤：

S401，在晶振起振的初始阶段，读取驯服值集合内的多个驯服值，其中，驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值。

其中，驯服值集合为存储有多个驯服值的集合，这些驯服值可以是在该步骤之前已经进行了的对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值。

在上述步骤中，在每次系统开始运行，晶振起振之初，则读取该驯服值集合内的多个驯服值。

其中，读取的驯服值具体数目可以根据实际需要设置，在一个实施例中，在该步骤S401中可以读取驯服值集合内的所有驯服值。

S402，根据读取的多个驯服值计算晶振起振的初始压控值。

在上述步骤中，根据前述步骤读取的多个驯服值，通过一定的运算得出初始压控值，所述初始压控值用于在晶振起振的初始阶段激发晶振按照所述初始压控值开始振荡。

其中，根据多个驯服值运算得出初始压控值可以有多种不同的运算方法，例如，可以是根据驯服值获取的时间顺序对驯服值的数据进行处理，得到驯服值的时域特征值，或者可以是计算多个驯服值的加权平均值或绝对平均值，作为初始压控值。

在一个实施例中，根据读取的多个驯服值计算晶振起振的初始压控值的步骤包括：计算多个驯服值的平均值，将计算获得的多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值。通过计算驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值，可以消除单次驯服值的偶然误差，综合多次驯服值的平均值，得到稳定的初始压控值输出至晶振，提升晶振初始输出频率的稳定性。

S403，将初始压控值输出至晶振，触发晶振按照初始压控值振荡。

上述步骤中，将前述步骤获取的初始压控值输出至晶振，触发晶振按照该初始压控值开始振荡，完成对晶振初始振荡频率的调整。

上述晶振初始频率调整方法，在每次晶振起振时，根据读取的驯服值集合存储的多个驯服值计算的晶振起振的初始压控值，输出至晶振触发晶振按照初始压控值开始振荡，实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，其中驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性。

在上述步骤S401中，读取的驯服值为已经进行过的训练得出的驯服值，而在步骤S401～S403完成触发晶振开始振荡后，系统运行过程中可进一步进行一次或多次训练，获取对应训练的驯服值存入驯服值集合中，对驯服值集合进行更新。

以图1所示的时钟同步系统为例，在晶振按照初始压控值开始振荡后，时钟同步系统开始运行，晶振输出频率至时钟同步模块，时钟同步模块接收时钟源的信号和晶振的输出频率，根据算法输出压控值至晶振，晶振输出频率得到微调。在时钟同步系统运行过程中，可通过获取的时钟同步模块输出的压控值，进行训练得到压控值的驯服值。

请参见图5，图5为一个实施例的晶振压控值训练方法流程图，在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括对时钟同步模块输出的压控值进行训练的步骤，该步骤具体包括：

S501，按照时钟同步模块的调整周期，周期性读取时钟同步模块的压控值。

S502，计算多个周期读取的压控值的平均值，将多个周期的压控值的平均值作为本次训练的驯服值。

S503，将本次训练的驯服值存入驯服值集合中。

在时钟同步系统运行过程中，可能由于时钟源信号异常或时钟同步模块出现故障等原因，导致时钟同步模块输出错误的或误差较大的压控值。因此，可对读取的压控值进行筛选，筛除异常状态下的压控值。

在一个实施例中，本发明实施例的晶振初始频率调整方法，还包括步骤：周期性读取时钟同步模块的压控值的过程中，获取时钟同步模块的同步状态和时钟同步模块对应的时钟源的输入信号；当时钟同步模块的同步状态为同步正常，且时钟源的输入信号正常，则判断每个周期读取的压控值是否在预设的压控值范围内；若读取的压控值在预设的压控值范围内，则确定对应的压控值为有效压控值；

计算多个周期读取的压控值的平均值，将多个周期读取的压控值的平均值作为本次训练的驯服值，包括：计算多个周期读取的有效压控值的平均值，将计算获得的多个周期的有效压控值的平均值作为本次训练的驯服值。

其中，时钟同步模块的同步状态是指时钟同步模块在运行过程中的同步状态。

上述实施例的技术方案，筛除时钟同步模块的工作状态和时钟源的输入信号异常状态下产生的压控值，以及超出设定的压控值范围的压控值，筛除可能存在异常的压控值，选出有效的压控值，能够提升根据有效压控值训练获取的驯服值的准确性，进而提升晶振初始频率的准确性。

在时钟同步系统运行初始阶段，晶振开始振荡后，时钟同步模块输出频率至晶振，晶振输出频率得到微调，这个过程根据算法不断收敛，直到晶振达到鉴相稳定。在晶振达到稳态之前，时钟同步模块输出的频率处在一个动态调整的过程中，输出的压控值不稳定且与稳态时的压控值之间存在偏差。因此，可以在晶振进入稳态后再进行训练，以提升训练获取的驯服值的准确性。

在一个实施例中，计算多个周期读取的压控值的平均值之前，还包括步骤：

将预设个相邻周期读取的压控值划分为一组，计算各组压控值的平均值，获得各组对应的压控平均值；对相邻组的压控平均值作差，得到对应的压控差值；判断各个压控差值的绝对值是否超出设定的比较门限值，若任意一个压控差值的绝对值超出比较门限值，则确定本次训练无效，重新训练。其中，对相邻组的压控平均值作差，可以是前一组的压控平均值减去后一组的压控平均值，也可以是后一组的压控平均值减去前一组的压控平均值。确定本次训练无效例如可以是标记本次训练获取的压控值无效或清除本次训练获取的压控值等等，在确定本次训练无效后，可返回S501重新进行下一次的训练。

上述实施例的技术方案，当监测到压控差值超出设定的比较门限值时，说明当前压控值波动较大，系统处于不稳定的状态，晶振尚未进入稳态，则计该次训练无效，返回S501重新训练。反之，若监测到的压控差值都小于或等于比较门限值，则说明晶振调整进入稳态。能够在晶振处于稳态下再进行训练，使得训练获取的驯服值更稳定，更准确地获取稳态下时钟同步模块输出压控值的驯服值。

在训练过程中，获取的压控值的数目可根据需要设置，例如可以是获取设定数目的压控值，或者可以是获取整个时钟同步系统当次运行过程中的所有压控值。在一个实施例中，获取多个周期的压控值的步骤包括：

获取晶振和时钟同步模块的运行状态，若晶振或时钟同步模块的运行状态为停止运行，则停止读取时钟同步模块的压控值，并将本次训练已读取的压控值作为多个周期读取的压控值。上述实施例的技术方案，在系统同步过程中，持续训练，若系统同步运行停止，例如若检测到晶振或时钟同步模块的运行状态为停止运行，则获取时钟同步系统当次运行过程中的所有压控值，作为多个周期的压控值以获取当次训练的驯服值。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括步骤：若当前调整周期的时钟同步模块的同步状态为同步异常，则计时钟同步模块的失步次数加一，其中，时钟同步模块的失步次数在每次训练初始阶段归零；判断当前失步次数是否大于设定的失步门限值，若大于失步门限值，则计本次训练无效。

上述实施例的技术方案，在训练过程中，对时钟同步模块异常次数进行计数，当计数的失步次数超出设定的失步门限值时，当前时钟同步模块的工作状态异常产生次数较多，说明系统处于不稳定的状态中，时钟同步模块产生的压控值不稳定或不准确，则计该次训练无效，重新训练，以提升训练获取的驯服值的准确性和稳定性，从而提升晶振初始输出频率的准确性和稳定性。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括步骤：当时钟同步模块的同步状态为同步异常时，则停止本次训练，清除本次训练已读取的压控值，待时钟同步模块的同步状态为同步正常时，重新训练。在时钟同步模块异常时，即停止训练，避免时钟同步模块异常状态下获取的驯服值不准确，提升训练获取的驯服值的准确性。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整方法还包括步骤：当时钟同步模块的同步状态为同步异常时，产生失步告警。在时钟同步模块异常时，产生失步告警，可提醒相关工作人员时钟同步模块存在异常状态，工作人员可及时获知并对异常状态进行排查和处理。

基于上述方法，本发明还提供一种晶振初始频率调整装置，参见图6所示，图6为本发明一个实施例的晶振初始频率调整装置结构示意图，晶振初始频率调整装置包括：

驯服值读取模块601，用于用于在晶振起振的初始阶段，读取驯服值集合内的多个驯服值，其中，驯服值为对时钟同步模块输出的压控值进行训练获取的驯服值；

初始压控值计算模块602，用于根据读取的多个驯服值计算晶振起振的初始压控值；

初始压控值输出模块603，用于将初始压控值输出至晶振，触发晶振按照初始压控值振荡。

在一个实施例中，初始压控值计算模块进一步用于计算多个驯服值的平均值，将计算获得的多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

压控值读取模块，用于按照时钟同步模块的调整周期，周期性读取时钟同步模块的压控值；

驯服值获取模块，用于计算多个周期读取的压控值的平均值，将多个周期的压控值的平均值作为本次训练的驯服值；

驯服值存储模块，用于将本次训练的驯服值存入驯服值集合中。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

第一状态获取模块，用于周期性读取时钟同步模块的压控值的过程中，获取时钟同步模块的同步状态和时钟同步模块对应的时钟源的输入信号；

有效值筛选模块，用于当时钟同步模块的同步状态为同步正常，且时钟源的输入信号正常时，则判断每个周期读取的压控值是否在预设的压控值范围内；若读取的压控值在预设的压控值范围内，则确定对应的压控值为有效压控值；

驯服值获取模块进一步用于计算多个周期读取的有效压控值的平均值，将计算获得的多个周期的有效压控值的平均值作为本次训练的驯服值。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

压控值划分模块，用于将预设个相邻周期读取的压控值划分为一组；

差值计算模块，用于计算各组压控值的平均值，获得各组对应的压控平均值；对相邻组的压控平均值作差，得到对应的压控差值；

门限判断模块，用于判断各个压控差值的绝对值是否超出设定的比较门限值，若任意一个压控差值的绝对值超出比较门限值，则确定本次训练无效，重新训练。

在一个实施例中，驯服值获取模块包括：

第二状态获取模块，用于获取获取晶振和时钟同步模块的运行状态；

第二压控值获取模块，用于若晶振或时钟同步模块的运行状态为停止运行，则停止读取时钟同步模块的压控值，并将本次训练已读取的压控值作为多个周期读取的压控值。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

失步计数模块，用于若当前调整周期的时钟同步模块的同步状态为同步异常，则计时钟同步模块的失步次数加一，其中，时钟同步模块的失步次数在每次训练初始阶段归零；

第二无效标计模块，用于判断当前失步次数是否大于设定的失步门限值，若大于失步门限值，则计本次训练无效。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

失步处理模块，用于当时钟同步模块的同步状态为同步异常时，则停止本次训练，清除本次训练已读取的压控值，待时钟同步模块的同步状态为同步正常时，重新训练。

在一个实施例中，本发明的晶振初始频率调整装置还包括：

失步告警模块，用于当时钟同步模块的同步状态为同步异常时，则生成失步告警。

本发明的晶振初始频率调整装置与本发明的晶振初始频率调整方法一一对应，在上述晶振初始频率调整方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于晶振初始频率调整装置的实施例中，特此声明。

本发明还提供一种计算机设备以及一种计算机存储介质。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上任意一个实施例的晶振初始频率调整方法。

上述计算机设备，通过处理器上运行的计算机程序，实现了晶振起振压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，从而实现对晶振的初始频率的及时校准，提升晶振输出初始频率的稳定性和准确性。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任意一个实施例的晶振初始频率调整方法。

上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，实现了晶振起振压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，从而实现对晶振的初始频率的及时校准，提升晶振输出初始频率的稳定性和准确性。

此外，本发明还提供一种时钟同步系统，参见图1所示，该时钟同步系统包括：时钟同步模块、数字模拟转换器、晶振、处理器和晶振补偿值存储单元；

时钟同步模块、数字模拟转换器与晶振依次连接，时钟同步模块、处理器与晶振依次连接，晶振与时钟同步模块连接，处理器与晶振补偿值存储单元连接，时钟同步模块与时钟源连接；

处理器配置为执行如上任意一个实施例的晶振初始频率调整方法。

在一个实施例中，晶振为压控晶振，晶振根据接收的晶振补偿值存储单元的初始压控值起振，并根据接收的时钟同步模块输出的压控值进行振荡，并输出振荡频率至时钟同步模块；

时钟同步模块用于接收时钟源输出的信号和获取晶振输出的振荡频率，根据时钟源输出的信号频率和相位，以及晶振输出的振荡频率，周期性输出压控值至晶振对晶振的振荡频率进行微调，以调整当前时钟同步链路，对时钟源输入信号进行频率和相位跟踪；

数字模拟转换器用于将时钟同步模块发出的数字压控值转换成模拟压控值发送给晶振；

晶振补偿值存储单元用于存储训练获取的驯服值，并在每次晶振起振时，将存储的多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值输出至晶振。

上述时钟同步系统，时钟同步模块接收时钟源信号和晶振的振荡频率，周期性输出压控值至晶振对晶振的振荡频率进行微调，以调整当前时钟同步链路，对时钟源输入信号进行频率和相位跟踪；处理器在每次晶振起振时，将晶振补偿值存储单元存储的多个驯服值计算的晶振起振的初始压控值输出至晶振触发晶振振荡，实现晶振起振的初始压控值基于驯服值进行实时更新调整，触发晶振按照初始压控值开始振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性和准确性，从而提升时钟同步系统时钟同步的准确性和稳定性。

下面再以几个具体的应用实例阐述本发明的晶振初始频率调整方法。

本发明下述应用实例的晶振初始频率调整方法可应用于如图1所示的时钟同步系统中，其中，在本应用实例中，参见图7所示，该时钟同步系统的处理器进一步配置有下述功能模块：

压控值计算模块701，用于以所述时钟同步模块压控值调整周期读取所述时钟同步模块输出的压控值，并计算平均值。

同步状态判断模块702，用于判断当前时钟同步状态是否稳定和/或晶振压控值是否有效，若时钟同步状态稳定且晶振压控值有效，则判定当前同步状态模块状态正常。

晶振稳态判决模块703，用于判断晶振是否进入稳态。

失步惩罚模块704，用于对时钟同步失效次数进行计数，参数G每次失效，则惩罚门限计数加一，如果计数超过惩罚门限值，则惩罚模块判决训练过程终止，否则继续训练。

本发明应用实例的方案预先设置稳态门限值、惩罚门限值、训练次数、采样次数、间隔周期、晶振补偿值存储单元训练值个数N1、采样次数N2。

应用实例一

参见图8所示，为本发明应用实例一的晶振初始频率调整方法流程图，本应用实例一的晶振初始频率调整方法包括如下步骤：

步骤S801：读取晶振补偿值存储单元存储的N1个驯服值，对N1个驯服值求平均值，并把平均值作为晶振起振的初始压控值输出至晶振，触发晶振开始振荡。

步骤S802：读取同步状态判决模块的同步状态；

步骤S803：判断所述同步状态是否正常，如果同步状态判决模块的同步状态正常，则进入步骤S805，否则进入步骤S804；

步骤S804：等待进入下一个时钟同步模块的调整周期；

步骤S805：读取当前调整周期时钟同步模块输出的压控值，并记录保存；

步骤S806：判断本次训练读取的压控值数目是否达到采样次数N2，如果未达到采样次数N2，则进入下一个时钟同步模块的调整周期，并跳转至步骤S802；

步骤S807：如果达到采样次数N2，则计算读取的N2个压控值的平均值，计为均值采样值G1；

步骤S808：等待固定间隔周期；

步骤S809：重复步骤S802～S808，以此类推得到均值采样值G2、G3……Gn；其中，Gn代表第n次的均值采样值，n的具体取值可以为预设的数值。

步骤S810：所述的稳态判决模块对n个均值采样值相邻两两作差，得到(n-1)个差值；如G2-G1，G4-G3；

步骤S811：判断所有差值的绝对值是否小于稳态门限值；

步骤S812：如果有任意一个差值绝对值大于或等于稳态门限值，则计本次训练无效，重新训练；

步骤S813：如果所有差值的绝对值均小于稳态门限值，则判定系统进入稳态；

步骤S814：计算G1～Gn的平均值，作为本次训练的驯服值，将该驯服值写入晶振补偿值存储单元，一个训练过程完成。

应用实例二

本应用实例二与应用实例一的不同之处在于训练过程，在时钟同步系统的同步过程中，持续训练。参见图9所示，为本发明应用实例二的晶振初始频率调整方法流程图，包括如下步骤：

步骤S901：读取所述的晶振补偿值存储单元的N1个驯服值，对N1个驯服值求平均值，并把平均值作为晶振起振的初始压控值输出至晶振，触发晶振开始振荡。

步骤S902：读取同步状态判决模块的同步状态；

步骤S903：判断所述同步状态是否正常，如果同步状态正常，则进入步骤S905，否则进入步骤S904；

步骤S904：等待进入下一个时钟同步模块的调整周期；

步骤S905：读取时钟同步模块输出的压控值，并记录保存；

步骤S906：如果同步正常，则计算当前所有读取的压控值的平均值，并记录保存，等待进入下一个时钟同步模块调整周期。

步骤S907：判断设备是否停止运行或者周期性同步是否停止，如果设备未停止运行且周期性同步未停止，则重复步骤S902～S906，否则进入步骤S908；

步骤S908：将步骤S906获取的平均值作为本次训练的驯服值，写入晶振补偿值存储单元，训练完成。

应用实例三

本应用实例三与应用实例一的不同之处在于，增加时钟源稳定判断模块，晶振稳态判决模块增加判决条件。参见图10所示，为本发明应用实例三的时钟源稳定判决方法流程示意图，包括如下步骤：

步骤S1001：读取同步状态判决模块的同步状态；

步骤S1002：判决同步状态是否异常，如果同步异常进入步骤S1003，否则进入步骤S1006；

步骤S1003：如果同步状态异常，则将所述目标时钟源的失步次数加一；

步骤S1004：判决失步次数是否大于门限值，如果大于门限进入步骤S1005，否则进入步骤S1006；

步骤S1005：如果失步次数大于门限值，则此次训练无效，重新训练；

步骤S1006：进入读取时钟同步模块输出晶振压控值过程。

应用实例四

本发明应用实例四中的晶振初始频率调整方法可以基于上述任意一个应用实例中的晶振初始频率调整方法。参见图10所示，图10为本发明实施例四的晶振初始频率调整方法流程图。本应用实例四中的晶振初始频率调整方法包括如下步骤：

步骤S1101：时钟同步模块异常，产生失步告警；

步骤S1102：训练停止，所有计数结果归零，待时钟同步成功后重新训练。

上述应用实例的技术方案，在时钟同步系统运行过程中，对时钟同步模块输出的压控值进行训练，通过同步状态判断模块、晶振稳态判决模块、失步惩罚模块、时钟源稳定判断模块等保证训练过程中获取的压控值的有效性和准确性，以准确地获取训练的压控值的驯服值；在晶振起振阶段，根据读取的驯服值计算初始压控值输出至晶振，使晶振按照初始压控值进行振荡输出初始频率，实现对晶振的初始频率的及时校准，降低晶振的初始输出频率误差，提升晶振初始输出频率的稳定性，从而提升时钟同步系统时钟同步的准确性和稳定性。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行装置、装置或设备(如基于计算机的装置、包括处理器的装置或其他可以从指令执行装置、装置或设备取指令并执行指令的装置)使用，或结合这些指令执行装置、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行装置、装置或设备或结合这些指令执行装置、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”“应用实例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例和/或应用实例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例和/或应用实例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例和应用实例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种晶振初始频率调整方法，其特征在于，包括：

按照时钟同步模块的调整周期，周期性读取所述时钟同步模块的压控值；

获取所述时钟同步模块的同步状态和所述时钟同步模块对应的时钟源的输入信号；

当所述时钟同步模块的同步状态为同步正常，且所述时钟源的输入信号正常，则判断每个周期读取的压控值是否在预设的压控值范围内；

若读取的压控值在所述预设的压控值范围内，则确定对应的压控值为有效压控值；

计算多个周期读取的有效压控值的平均值，将计算获得的所述多个周期的有效压控值的平均值作为本次训练的驯服值；

将所述本次训练的驯服值存入驯服值集合中；

在晶振起振的初始阶段，读取所述驯服值集合内的多个驯服值，其中，所述驯服值为对时钟同步模块输出的有效压控值进行训练获取的驯服值；

根据读取的所述多个驯服值计算所述晶振起振的初始压控值；

将所述初始压控值输出至所述晶振，触发所述晶振按照所述初始压控值振荡。

2.根据权利要求1所述的晶振初始频率调整方法，其特征在于，所述根据读取的所述多个驯服值计算晶振起振的初始压控值，包括：

计算所述多个驯服值的平均值，将计算获得的所述多个驯服值的平均值作为晶振起振的初始压控值。

3.根据权利要求1所述的晶振初始频率调整方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述晶振和所述时钟同步模块的运行状态；

若所述晶振或所述时钟同步模块的运行状态为停止运行，则停止读取所述时钟同步模块的压控值，并将本次训练已读取的压控值作为所述多个周期读取的压控值。

4.根据权利要求1或3所述的晶振初始频率调整方法，其特征在于，所述计算多个周期读取的有效压控值的平均值前，还包括：

将预设个相邻周期读取的压控值划分为一组；

计算各组压控值的平均值，获得各组对应的压控平均值；

对相邻组的压控平均值作差，得到对应的压控差值；

判断各个压控差值的绝对值是否超出设定的比较门限值，若任意一个压控差值的绝对值超出所述比较门限值，则确定本次训练无效，重新训练。

5.根据权利要求1所述的晶振初始频率调整方法，其特征在于，还包括：

若当前调整周期的时钟同步模块的同步状态为同步异常，则计所述时钟同步模块的失步次数加一，其中，所述时钟同步模块的失步次数在每次训练初始阶段归零；

判断当前失步次数是否大于设定的失步门限值，若大于所述失步门限值，则计本次训练无效。

6.根据权利要求1所述的晶振初始频率调整方法，其特征在于，还包括：

当所述时钟同步模块的同步状态为同步异常时，则停止本次训练，清除本次训练已读取的压控值，待时钟同步模块的同步状态为同步正常时，重新训练。

7.一种晶振初始频率调整装置，其特征在于，包括：

压控值读取模块，用于按照时钟同步模块的调整周期，周期性读取所述时钟同步模块的压控值；

第一状态获取模块，用于获取所述时钟同步模块的同步状态和所述时钟同步模块对应的时钟源的输入信号；

有效值筛选模块，用于当所述时钟同步模块的同步状态为同步正常，且所述时钟源的输入信号正常，则判断每个周期读取的压控值是否在预设的压控值范围内；若读取的压控值在所述预设的压控值范围内，则确定对应的压控值为有效压控值；

驯服值获取模块，用于计算多个周期读取的有效压控值的平均值，将计算获得的所述多个周期的有效压控值的平均值作为本次训练的驯服值；

驯服值存储模块，用于将所述本次训练的驯服值存入驯服值集合中；

驯服值读取模块，用于在晶振起振的初始阶段，读取所述驯服值集合内的多个驯服值，其中，所述驯服值为对时钟同步模块输出的有效压控值进行训练获取的驯服值；

初始压控值计算模块，用于根据读取的所述多个驯服值计算所述晶振起振的初始压控值；

初始压控值输出模块，用于将所述初始压控值输出至所述晶振，触发所述晶振按照所述初始压控值振荡。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的晶振初始频率调整方法。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意一项所述的晶振初始频率调整方法。

10.一种时钟同步系统，其特征在于，包括：时钟同步模块、数字模拟转换器、晶振、处理器和晶振补偿值存储单元；

所述时钟同步模块、数字模拟转换器与晶振依次连接，所述时钟同步模块、处理器与晶振依次连接，所述晶振与时钟同步模块连接，所述处理器与晶振补偿值存储单元连接，所述时钟同步模块与时钟源连接；

所述处理器配置为执行如权利要求1至6任意一项所述的晶振初始频率调整方法。

11.根据权利要求10所述的时钟同步系统，其特征在于，所述晶振为压控晶振，所述晶振根据接收的晶振补偿值存储单元的初始压控值起振，并根据接收的时钟同步模块输出的压控值进行振荡，并输出振荡频率至时钟同步模块；

所述时钟同步模块用于接收时钟源输出的信号和获取晶振输出的振荡频率，根据时钟源输出的信号频率和相位，以及晶振输出的振荡频率，周期性输出压控值至晶振对晶振的振荡频率进行微调；

所述数字模拟转换器用于将时钟同步模块发出的数字压控值转换成模拟压控值发送给晶振；

所述晶振补偿值存储单元用于存储训练获取的驯服值。

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