CN112564693B - 一种自适应守时授时方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应守时授时方法，采用两个计数器分别对滤波后的外部输入信号和本地信号进行计数，以修正本地信号的周期和相位，使本地信号对齐滤波后的外部输入信号，同时还消除了外部输入信号异常情况对本地信号的影响。本发明的方法利用已有的硬件电路资源即可实现，不必增加额外的复杂器件，也不影响其他功能，安全可靠且具备很好的通用性和实用性。本发明的方法已经过实际产品验证，可以实现守时和授时功能，且在首次同步守时或者外部输入信号异常的情况下，不会引起本地信号的跳变、抖动等异常情况。

Description

一种自适应守时授时方法

技术领域

本发明涉及系统同步守时技术领域，尤其涉及一种自适应守时授时方法。

背景技术

在系统设计时，尤其是需要守时统一同步信号的导航系统，各个分部件需要完成授时或者守时功能。没有外部同步信号时，分部件需要产生本地同频率的同步信号；有外部同步信号时，分部件守时外部信号，将本地信号同步到外部输入信号。当前的很多实现方式在设备首次同步守时或者外部信号异常的情况下，会引起本地授时信号的跳变、抖动等异常情况。

发明内容

本发明提供了一种自适应守时授时方法，能够解决现有守时方法在首次同步守时或者外部输入信号异常的情况下，会引起本地信号的跳变、抖动等异常情况的技术问题。

本发明提供了一种自适应守时授时方法，所述方法包括：

所述方法包括：

S10、对外部输入信号进行滤波处理，得到滤波后的外部输入信号；

S20、第一计数器对滤波后的外部输入信号进行计数，并基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S30，否则，继续执行S20对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S30、将本地信号与滤波后的外部输入信号进行首次同步，同时第二计数器清零并对本地信号进行计数，将本地信号的周期设置为与同步上一次的滤波后的外部输入信号的周期相同；

S40、基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S50，否则，进入S70；

S50、在采集到滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，并基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号，若是，进入S60，否则，进入S80；

S60、基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正，同时获取守时过程中产生的延时，基于延时对本地信号的相位进行修正，得到修正后的本地信号，并基于修正后的本地信号进行授时；

S70、判断滤波后的外部输入信号连续不正确的数量是否大于预设数量，若是，进入S90，否则，进入S80；

S80、不对本地信号进行修正，基于未修正的本地信号进行授时，并返回S40对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S90、屏蔽滤波后的外部输入信号，之后不再用滤波后的外部输入信号修正本地信号，均基于未修正的本地信号进行授时。

优选的，所述基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确包括：

获取连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值；

判断连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值是否均处于[T₀-a，T₀+a]的范围内，若是，判断滤波后的外部输入信号正确，否则，判断滤波后的外部输入信号不正确，其中，T₀为滤波后的外部输入信号的周期，a为第一允许误差。

优选的，所述方法还包括：对所述第一计数器设置上限值，所述第一计数器的计数值超过上限值时清零。

优选的，所述基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号包括：

判断锁存的第二计数器的计数值是否大于T-b或者小于b；

若是，判断修正本地信号，否则，判断不修正本地信号；

其中，T为本地信号的周期，b为第二允许误差。

优选的，所述基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正包括：

在锁存的第二计数器的计数值大于T-b的情况下，将本地信号的周期减少T-t；

在锁存的第二计数器的计数值小于b的情况下，将本地信号的周期增加t；

其中，t为锁存的第二计数器的计数值。

应用本发明的技术方案，采用两个计数器分别对滤波后的外部输入信号和本地信号进行计数，以修正本地信号的周期和相位，使本地信号对齐滤波后的外部输入信号，同时还消除了外部输入信号异常情况对本地信号的影响。本发明的方法利用已有的硬件电路资源即可实现，不必增加额外的复杂器件，也不影响其他功能，安全可靠且具备很好的通用性和实用性。本发明的方法已经过实际产品验证，可以实现守时和授时功能，且在首次同步守时或者外部输入信号异常的情况下，不会引起本地信号的跳变、抖动等异常情况。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的一种实施例提供的自适应守时授时方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一种实施例提供的首次同步的示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的修正本地信号周期的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本发明的一种实施例提供的自适应守时授时方法的流程图。

如图1所示，本发明提供了一种自适应守时授时方法，所述方法包括：

S10、对外部输入信号进行滤波处理，得到滤波后的外部输入信号；

S20、第一计数器对滤波后的外部输入信号进行计数，并基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S30，否则，继续执行S20对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S30、将本地信号与滤波后的外部输入信号进行首次同步，同时第二计数器清零并对本地信号进行计数，将本地信号的周期设置为与同步上一次的滤波后的外部输入信号的周期相同；

S40、基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S50，否则，进入S70；

S50、在采集到滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，并基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号，若是，进入S60，否则，进入S80；

S60、基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正，同时获取守时过程中产生的延时，基于延时对本地信号的相位进行修正，得到修正后的本地信号，并基于修正后的本地信号进行授时；

S70、判断滤波后的外部输入信号连续不正确的数量是否大于预设数量，若是，进入S90，否则，进入S80；

S80、不对本地信号进行修正，基于未修正的本地信号进行授时，并返回S40对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S90、屏蔽滤波后的外部输入信号，之后不再用滤波后的外部输入信号修正本地信号，均基于未修正的本地信号进行授时。

在本发明中，第一计数器用于对滤波后的外部输入信号的每个周期进行计数，在采集到滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第一计数器的计数值，同时第一计数器清零，并对下一周期进行计数。第二计数器用于对本地信号的每个周期进行计数，在采集到滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，在采集到本地信号的起始沿时刻，第二计数器清零并对下一周期进行计数。

本发明采用两个计数器分别对滤波后的外部输入信号和本地信号进行计数，以修正本地信号的周期和相位，使本地信号对齐滤波后的外部输入信号，同时还消除了外部输入信号异常情况对本地信号的影响。本发明的方法利用已有的硬件电路资源即可实现，不必增加额外的复杂器件，也不影响其他功能，安全可靠且具备很好的通用性和实用性。本发明的方法已经过实际产品验证，可以实现守时和授时功能，且在首次同步守时或者外部输入信号异常的情况下，不会引起本地信号的跳变、抖动等异常情况。

图2示出了根据本发明的一种实施例提供的首次同步的示意图。如图2所示，根据本发明的一种实施例，所述基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确包括：

获取连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值；

判断连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值是否均处于[T₀-a，T₀+a]的范围内，若是，判断滤波后的外部输入信号正确，否则，判断滤波后的外部输入信号不正确，其中，T₀为滤波后的外部输入信号的周期，a为第一允许误差。

以图2中首次同步为例，对上述实施例进行具体说明。设置滤波后的外部输入信号的周期T₀为1s，第一允许误差a为1ms。获取滤波后的外部输入信号的上一周期对应的第一计数器的计数值，记为T₁，并清零第一计数器，再获取滤波后的外部输入信号的当前周期对应的第一计数器的计数值，记为T₂，并清零第一计数器。然后判断T₁和T₂是否均处于[1s-1ms，1s+1ms]的范围内，若是，判断当前滤波后的外部输入信号正确，此时将下一个本地信号与下一个滤波后的外部输入信号进行首次同步；否则，判断当前滤波后的外部输入信号不正确，此时下一个本地信号不与下一个滤波后的外部输入信号进行同步。

根据本发明的一种实施例，所述方法还包括：对所述第一计数器设置上限值，所述第一计数器的计数值超过上限值时清零，从而避免在不存在外部输入信号时第一计数器持续进行计数。

根据本发明的一种实施例，所述基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号包括：

判断锁存的第二计数器的计数值是否大于T-b或者小于b；

若是，判断修正本地信号，否则，判断不修正本地信号；

其中，T为本地信号的周期，b为第二允许误差。

根据本发明的一种实施例，所述基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正包括：

在锁存的第二计数器的计数值大于T-b的情况下，将本地信号的周期减少T-t；

在锁存的第二计数器的计数值小于b的情况下，将本地信号的周期增加t；

其中，t为锁存的第二计数器的计数值。

在锁存的第二计数器的计数值大于T-b的情况下，说明滤波后的外部输入信号超前，此时本地信号需要减少步长；在锁存的第二计数器的计数值小于b的情况下，说明滤波后的外部输入信号滞后，此时本地信号需要增加步长；在锁存的第二计数器的计数值大于b且小于T-b的情况下，说明滤波后的外部输入信号受到扰动产生了较大偏差，此时再去修正本地信号，会产生跳变对其他设备的授时造成影响，不修正本地信号。

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的修正本地信号周期的示意图。假设图3中的滤波后的外部输入信号均正确，如图3所示，第一个滤波后的外部输入信号与第一个本地信号是同步的，在采集到第二个滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，记为t1，从图3可知，t1＞T-b，说明第二个滤波后的外部输入信号超前，此时本地信号需要减少步长，也就是说，将本地信号的周期减少T-t1。在采集到第三个滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，记为t2，从图3可知，t2＞b，说明滤波后的外部输入信号受到扰动产生了较大偏差，此时再去修正本地信号，会产生跳变对其他设备的授时造成影响，因此，不再修正本地信号的周期。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (5)

1.一种自适应守时授时方法，其特征在于，所述方法包括：

S10、对外部输入信号进行滤波处理，得到滤波后的外部输入信号；

S20、第一计数器对滤波后的外部输入信号进行计数，并基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S30，否则，继续执行S20对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S30、将本地信号与滤波后的外部输入信号进行首次同步，同时第二计数器清零并对本地信号进行计数，将本地信号的周期设置为与同步上一次的滤波后的外部输入信号的周期相同；

S40、基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确，若是，进入S50，否则，进入S70；

S50、在采集到滤波后的外部输入信号的起始沿时刻，锁存第二计数器的计数值，并基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号，若是，进入S60，否则，进入S80；

S60、基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正，同时获取守时过程中产生的延时，基于延时对本地信号的相位进行修正，得到修正后的本地信号，并基于修正后的本地信号进行授时；

S70、判断滤波后的外部输入信号连续不正确的数量是否大于预设数量，若是，进入S90，否则，进入S80；

S80、不对本地信号进行修正，基于未修正的本地信号进行授时，并返回S40对下一次的滤波后的外部输入信号进行判断；

S90、屏蔽滤波后的外部输入信号，之后不再用滤波后的外部输入信号修正本地信号，均基于未修正的本地信号进行授时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于第一计数器的计数值判断滤波后的外部输入信号是否正确包括：

获取连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值；

判断连接两个滤波后的外部输入信号的周期各自对应的第一计数器的计数值是否均处于[T₀-a，T₀+a]的范围内，若是，判断滤波后的外部输入信号正确，否则，判断滤波后的外部输入信号不正确，其中，T₀为滤波后的外部输入信号的周期，a为第一允许误差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述第一计数器设置上限值，所述第一计数器的计数值超过上限值时清零。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于第二计数器的计数值判断是否修正本地信号包括：

判断锁存的第二计数器的计数值是否大于T-b或者小于b；

若是，判断修正本地信号，否则，判断不修正本地信号；

其中，T为本地信号的周期，b为第二允许误差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于第二计数器的计数值对本地信号的周期进行修正包括：

在锁存的第二计数器的计数值大于T-b的情况下，将本地信号的周期减少T-t；

在锁存的第二计数器的计数值小于b的情况下，将本地信号的周期增加t；

其中，t为锁存的第二计数器的计数值。