CN110572233B

CN110572233B - 一种利用ntp辅助作源的守时方法及装置

Info

Publication number: CN110572233B
Application number: CN201910890942.4A
Authority: CN
Inventors: 陈庆邦; 刘晶; 王绍伟; 赵旭阳
Original assignee: Shanghai Kyland Yuanjing Industrial Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Kyland Yuanjing Industrial Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: CN110572233A

Abstract

本申请公开了一种利用NTP辅助作源的守时方法及装置，所述方法包括：时间同步装置外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间；若所述外部时间源无效，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值；若基准参考时间精度小于预设阈值，接收调整标志数值为预设的第一数值，基于时间同步装置内部高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间。应用本申请提供的一种利用NTP辅助作源的守时方法和装置可以有助于时间同步装置守时精度保持在预设范围内，减缓守时精度漂移。

Description

一种利用NTP辅助作源的守时方法及装置

技术领域

本申请涉及时钟同步应用技术领域，尤其涉及一种利用NTP辅助作源的守时方法及装置。

背景技术

时钟的基准参考时间输出，一般会基于外部的时间源进行输出，在现有技术中，当外部时间源失效后，时钟的守时精度会漂移，并且时钟的晶振频率准确度，受温度、电压、芯片老化等因素影响，随着时间变化，温度，电压变化，或芯片老化会造成晶振频率会发生小幅度波动，而长时间后，守时精度漂移累积越来越大，最终会导致时钟守时精度漂移过大。

发明内容

本申请实施例提供了一种利用NTP辅助作源的守时方法及装置，用于解决现有技术中时钟外部时间按源失效，长时间后时间同步装置守时精度漂移过大的问题。

第一方面，提供一种利用NTP辅助作源的守时方法，包括：

时间同步装置外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间；

若所述外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值，所述NTP辅助作源模块为预设的输出基准参考时间调整参数的模块；

若所述基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

通过本申请提供的利用NTP辅助作源的守时方法可以使守时精度保持在预设范围内，时间同步装置在外部时间源有效时和外部时间源无效时分别采用不同的基准时间输出方式，保证时间同步装置守时精度不会漂移过大。

可选的，所述方法还包括：

基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间同时，实时检测所述外部时间源是否有效；

若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出所述基准参考时间。

可选的，所述基于所述外部时间源输出基准参考时间包括：

检测时间偏差是否大于预设阈值，所述时间偏差为基准参考时间与所述外部时间源时间的差值；

若所述时间偏差大于预设阈值，则基于所述外部时间源调整所述基准参考时间；

若所述时间偏差小于预设阈值，所述时间同步装置进入锁定状态。

可选的，所述基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间包括：

接收所述NTP辅助作源模块输出的调整方向参数及调整步数参数；

基于所述调整方向参数及所述调整步数参数以预设的步长对基准参考时间进行调整，并输出调整后的基准参考时间。

可选的，所述方法还包括：

若所述调整后的基准参考时间处于预设范围，基于时间同步装置内部振荡器的保持功能输出基准参考时间，并实时监测外部时间源是否有效；

若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间。

第二方面，提供一种利用NTP辅助作源的守时装置，所述装置包括：

第一输出模块：用于时间同步装置外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间；

接收模块：用于若所述外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值，所述NTP辅助作源模块为预设的输出基准参考时间调整参数的模块；

第二输出模块：用于若所述基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

可选的，所述装置还包括：

第一监测模块：用于基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间同时，实时检测所述外部时间源是否有效；若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出所述基准参考时间。

可选的，所述第一输出模块具体用于：

若所述时间偏差大于预设阈值，则基于所述外部时间源调整所述基准参考时间；若所述时间偏差小于预设阈值，所述时间同步装置进入锁定状态。

可选的，所述第二输出模块具体用于：

可选的，所述装置还包括：

第二监测模块：用于若所述调整后的基准参考时间处于预设范围，基于时间同步装置内部振荡器的保持功能输出基准参考时间，并实时监测外部时间源是否有效；

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，包括：

所述计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方法中第一方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，包括：

当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方法中第一方面所述的方法。

附图说明

图1为申请实施例所提供的一种利用NTP辅助作源的守时方法应用系统的整体结构原理框图；

图2为申请实施例所提供的一种利用NTP辅助作源的守时方法流程示意图；

图3为申请实施例所提供驱的利用NTP辅助作源的守时方法状态转换示意图；

图4为申请实施例所提供一种利用NTP辅助作源提高守时精度装置示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中时间同步装置外部时间源失效长时间后，导致时间同步装置守时精度漂移过大的问题。本申请实施例提供以下解决方案。

本发明实施例为解决上述问题，总体思路如下：

首先，判断时间同步装置的外部时间源是否有效，如果外部时间源有效则基于外部时间源确定基准参考时间，如果外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值，如果输出的调整标志数值为预设的第一数值，基于时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；如果输出调整标志数值为预设的第二数值，基于NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

首先，在本申请实施例中，提供的利用NTP辅助作源的守时精度应用于如附图1提供的系统，该系统包括核心处理模块、卫星接收模块、IRIG-B输入解码模块、电源模块、系统配置维护模块、网络接口模块、输出模块(脉冲信号输出、IRIG-B时间输出、时间报文输出三种输出形式)、NTP辅助做源模块，其中卫星接收模块和IRIG-B输入解码模块相当于外部时间源，当外部时间源有效时，基于外部时间源确定基准参考时间；当外部时间源无效时，利用NTP辅助作源，确定基准参考时间。

当NTP辅助作源模块确定守时精度需要调整时，标志时间同步装置是否对守时精度进行调整的第一参数值g设置为1，需要说明的是，在本申请实施例中g为1标志对守时精度进行调整，g为0标志对守时精度进行调整；也就是说，当NTP辅助作源模块将调整标志位第一参数值为1时，基准时间确定单元就会对守时精度进行调整；另外，在本申请实施例中，接收的调整方向e可以是1或2，具体的，调整方向为向下，则e＝2；确定调整方向为向上，则e＝1。

接着，对本申请实施例的时间同步装置进行介绍，时间同步装置包括内部状态机和NTP辅助源两部分；内部状态机有两种状态，一种叫锁定状态，内部状态机在外部时间源有效的情况下，建立内部基准参考时间源，处于锁定状态；一种叫守时状态，在外部时间源失效的情况下，通过装置的高稳振荡器或装置内部的NTP辅助源对守时精度进行调整。

如下对本申请实施例提供的利用NTP辅助作源的守时方法进行具体介绍。

如附图2所示，本申请实施例提供的一种利用NTP辅助作源提高守时精度的方法具体实施步骤如下：

步骤201：时间同步装置外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间；

时间同步装置上电后，首先对外部时间源进行检测和解码，在本申请实施例中外部时间源可以是卫星接收模块GPS/BDS/GLN、IRIG-B1输入或IRIG-B2输入，当检测到外部时间源有效时，选取它作为内部时钟的基准，与外部时间源一步逼近同步，建立起内部基准参考时间源，通过晶振驯服后，时间同步装置完成同步进入锁定状态。

锁定状态中，对外部时间源模块的秒准时沿进行检测，例如，可利用高稳晶振的10MHz的频率通过倍频技术得到的参考时钟与数字锁相环分频产生的1PPS之间的相位关系，基于得到的相位关系通过鉴频鉴相器输出，此时频率计数产生的相位偏差计入计数器，该外部时间源模块的1PPS输出的信号经过滤去除抖动。同时反馈信号到频率合成器中，经过一段时间后调节参考信号频率达到一致，从而达到长期稳定频率输出的状态，实现驯服内部振荡器，消除外部时间源的1PPS抖动，复现“UTC时间基准”，时间同步装置产生ns级的内部基准，保证授时精度可以达到ns级。

时间同步装置处于锁定状态，检测到外部时间源无效时，进行如下步骤202。

步骤202：若所述外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值，所述NTP辅助作源模块为预设的输出基准参考时间调整参数的模块；

外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，首先接收NTP辅助作源模块的调整标志数值，接收到调整标志数值后进行如下步骤203。

步骤203：若基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

也就是说，如果接收到的调整标志数值为预设的第一数值，本申请实施例中第一数值可以是0，本申请实施例对第一数值的具体取值不做限制，为预设的当基准参考时间精度小于预设阈值时输出的，则说明此时时间同步装置的基准参考时间精度还在允许偏差范围内，时间偏差还未超过预设的偏差值，所以，不需要使用NTP辅助作源模块调整基准参考时间，使用时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间。并且，此时时间同步装置内部高稳振荡器输出的基准参考时间精度高于NTP辅助作源模块输出的基准参考时间。

需要说明的是，基于时间同步装置内部振荡器的保持功能输出基准参考时间，并实时监测外部时间源是否有效；若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间。通过基于时间同步装置内部振荡器的保持功能输出基准参考时间时同时实时监测外部时间源是否有效，可以保证在外部时间源有效时可第一时间将外部时间源作为同步的基准输出基准参考时间单元，保证输出高精度的基准参考时间。

若基准参考时间精度大于预设阈值，接收调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间；在本申请实施例中，预设的第二数值为1，接收到调整标志数值为1，则使用NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

具体的，接收所述NTP辅助作源模块输出的调整方向参数及调整步数参数；基于所述调整方向参数及所述调整步数参数以预设的步长对基准参考时间进行调整，并输出调整后的基准参考时间。

例如，接收到的调整方向为向上，调整步数为50步，并且，在本申请实施例中，预设的步长为200ns，则调整时候以200ns为单位向上调整50步，并输出基于此参数调节后的基准参考时间。

需要说明的是，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间同时，实时检测外部时间源是否有效；若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出所述基准参考时间。

另外的，如附图3所示，在时间同步装置外部时间源有效，同步装置处于锁定状态时，时间同步装置会实检测时间偏差是否大于预设阈值，这里的时间偏差为基准参考时间与所述外部时间源时间的差值；在本申请实施例中，预设的阈值可以是200ns，也就是说，如果时间偏差大于200ns，则基于外部时间源使用上述调整方法调整基准参考时间；如果时间偏差不大于200ns，则时间同步装置进入锁定状态。

当在锁定状态时，检测到无有效的外部时间源时，内部状态机处于守时状态；此时不是立即使用NTP辅助作源模块输出基准参考时间，因为时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能，按照一定的补偿算法进行基准时间的输出，短时间内，守时精度会优于NTP辅助作源模块的输出精度，这个时候并不适合直接NTP测量精度计算值来调整基准参考时间，只有当守时输出精度超过可配置的限制区间后，接收到调整标志数值为预设的第一数值后，使内部状态机进入调整状态。

需要强调的是，在检测到有多个外部时间源都有效时，有满足选择要求的外部时间源时，选择优先级最高的外部时间源作为基准进行跟随，如果偏差小，时间同步装置又恢复到锁定状态。

如附图4所示，基于上述方法，本申请实施例还提供一种利用NTP辅助作源的守时装置，所述装置包括：

第一输出模块401：用于时间同步装置外部时间源有效，基于所述外部时间源输出基准参考时间；

接收模块402：用于若所述外部时间源无效，时间同步装置进入守时状态，接收NTP辅助作源模块输出的调整标志数值，所述NTP辅助作源模块为预设的输出基准参考时间调整参数的模块；

第二输出模块403：用于若所述基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间。

可选的，所述装置还包括：

第一监测模块404：用于基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间同时，实时检测所述外部时间源是否有效；若所述外部时间源有效，基于所述外部时间源输出所述基准参考时间。

可选的，所述第一输出模块401具体用于：

可选的，所述第二输出模块403具体用于：

可选的，所述装置还包括：

第二监测模块405：用于若所述调整后的基准参考时间处于预设范围，基于时间同步装置内部振荡器的保持功能输出基准参考时间，并实时监测外部时间源是否有效；

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，包括：

所述计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行附图2所描述的方法。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，包括：

当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行附图2所描述的方法。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种利用NTP辅助作源的守时方法，其特征在于，所述方法包括：

若所述基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间；

其中，所述基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间包括：

基于所述调整方向参数及所述调整步数参数以预设的步长对基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出的基准参考时间进行调整，并输出调整后的基准参考时间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述外部时间源输出基准参考时间包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种利用NTP辅助作源的守时装置，其特征在于，所述装置包括：

第二输出模块：用于若所述基准参考时间精度小于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第一数值，基于所述时间同步装置内部的高稳振荡器的保持功能输出基准参考时间；若所述基准参考时间精度大于预设阈值，接收所述调整标志数值为预设的第二数值，基于所述NTP辅助作源模块输出基准参考时间；

其中，所述第二输出模块具体用于：

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一输出模块具体用于：

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至4任一所述的方法。