CN115857620B - 一种基于fpga的ais时隙计算方法及设备 - Google Patents
一种基于fpga的ais时隙计算方法及设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的AIS时隙计算方法及设备。该方法包括提供外部参考时钟并接收GNSS串口信号和秒脉冲信号，解析获得秒时刻信息，并判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性；根据秒脉冲信号的周期计算获得所述主时钟信号的1秒计数值；根据主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值；采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲的时刻，并将秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，然后再生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。本发明实现了高精度的AIS时隙计算功能，实现逻辑简单，对FPGA要求非常低，可选用市场上的最小单元实现。
Description
技术领域
本发明涉及AIS时隙计算技术领域，具体涉及一种基于FPGA的AIS时隙计算方法及设备。
背景技术
AIS（Automatic Identification System，自动识别系统）是以全球卫星定位系统信息为基础，能够为岸站和船站提供相关信息来跟踪监视海事船舶的系统。该系统工作在VHF海事频段（161.975MHz和162.025MHz），能够发送船舶的静态信息、动态信息以及航次信息等，其中静态信息包括船舶的MMSI号、呼号、船名、船舶长宽信息以及船舶类型等；动态信息包括船舶当前的航行位置、航速、航向等；航次信息则包括了本次航行的吃水深度、货物类型、目的港口等。
AIS系统的接入方式为时分多址，包括SOTDMA（Self）、CSTDMA、FATDMA、ITDMA、RATDMA等。同时，AIS系统将一分钟划分为2250个时隙，每个时隙占26.667ms时间。需要做发接入的AIS设备，首先需要完成本机的时间同步，根据ITU-R M.1371-5的要求，AIS设备的时隙误差不能超过312us。
时间同步过程属于协议栈层的任务，现有设备一般将时间同步计算过程放在微控器中，使用微控器内部的RTC（定时器）来完成时间的切片，但由于微控器本身计算速度和精度的限制，计算产生的时间划分往往不精准、不稳定。本方案将使用FPGA技术，实现高精度、高稳定度的AIS时隙计算过程，达到在有良好GNSS信号条件下（秒脉冲精度10ns），时隙误差不超过10us。
目前使用微控器单片机方案的AIS设备往往不具备时隙计算功能，导致设备实际上都是混乱随机发射信号的；同时，因为单片机的计算速度和精度受限，其时隙计算的精度也往往达不到标准要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于FPGA的AIS时隙计算方法及设备。
为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，包括：
步骤1、提供外部参考时钟至FPGA模块，并将所述外部参考时钟转换为主时钟信号和分时钟信号；
步骤2、通过所述FPGA模块接收GNSS信号，所述GNSS信号包括GNSS串口信号和秒脉冲信号，采用分时钟信号依次对所述GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得秒时刻信息，并基于秒脉冲信号和秒时刻信息分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果；
步骤3、根据秒脉冲信号的周期计算获得所述主时钟信号的1秒计数值；
步骤4、根据所述主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值；
步骤5、若所述连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，则采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将所述秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对所述AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为2个AIS时隙间隔的计数值的一半；
步骤6、根据所述AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。
进一步的，所述秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，所述第一窗口长度计数值对应的时间大于秒脉冲信号的一个周期，若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的；
所述秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，所述第二窗口长度计数值对应的时间小于秒脉冲信号的一个周期，并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
进一步的，所述主时钟信号为80MHz，所述第一窗口长度计数值为90000000个，所述第二窗口长度计数值为70000000个。
进一步的，所述步骤3中，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值，N为大于1的自然数。
进一步的，所述步骤4中通过预先设定2个AIS时隙间隔的固定值为37.5*2，并计算2个AIS时隙间隔的计数值与2个AIS时隙间隔的固定值的差值，再通过所述差值匹配获得增量值，并将AIS时隙间隔的计数值与增量之和作为最终的AIS时隙间隔的计数值。
在第二方面，本发明提供了一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，包括：
用以提供外部参考时钟的时钟模块和FPGA模块；
所述FPGA模块包括：
时钟转换单元，用以将所述外部参考时钟转换成主时钟信号和分时钟信号；
GNSS信号解析单元，用以接收GNSS信号，所述GNSS信号包括GNSS串口信号和秒脉冲信号，并采用分时钟信号依次对所述GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得秒时刻信息，并基于秒脉冲信号和秒时刻信息分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果；
1秒计数子功能模块，用以根据秒脉冲信号的周期计算获得所述主时钟信号的1秒计数值；
AIS时隙计算模块，用以根据所述主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值，并在所述若所述连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将所述秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为2个AIS时隙间隔的计数值的一半；
并根据所述AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。
进一步的，所述秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，所述第一窗口长度计数值对应的时间大于秒脉冲信号的一个周期，若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的；
所述秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，所述第二窗口长度计数值对应的时间小于秒脉冲信号的一个周期，并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
进一步的，所述主时钟信号为80MHz，所述第一窗口长度计数值为90000000个，所述第二窗口长度计数值为70000000个。
进一步的，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值。
进一步的，通过预先设定2个AIS时隙间隔的固定值为37.5*2，并计算2个AIS时隙间隔的计数值与2个AIS时隙间隔的固定值的差值，再通过所述差值匹配获得增量值，并将AIS时隙间隔的计数值与增量之和作为最终的AIS时隙间隔的计数值。
有益效果：1、本发明通过使用FPGA和引入GNSS信号，实现了高精度的AIS时隙计算功能，在有良好GNSS信号的条件下，AIS时隙误差可小于2us，优于设计要求的10us误差，以及AIS标准要求的312us；
2、本发明提出了具体的实现关键过程，包括GNSS信号连续型判定，以及AIS时隙计数值优化修正，实现逻辑简单，对FPGA要求非常低，可选用市场上的最小单元实现。
附图说明
图1是本发明实施例的差值与增量值匹配的示意图；
图2是本发明实施例的基于FPGA的AIS时隙计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例提供了一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，包括：
步骤1、提供外部参考时钟至FPGA模块，并将外部参考时钟转换为主时钟信号和分时钟信号。上述外部参考时钟优选为8MHz，其精度为2ppm。主时钟信号优选为80MHz，分时钟信号为614kHz。
步骤2、通过所述FPGA模块接收GNSS信号，GNSS信号包括GNSS串口信号和PPS（秒脉冲信号），采用分时钟信号依次对GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得UTC（秒时刻信息）。上述秒时刻信息总是滞后于秒脉冲信号的上升沿时刻，在使用中需要获知当前秒脉冲信号对应的秒时刻，在实现中需要用到前1s的秒时刻值来超前判断PPS的秒时刻，这样需要基于秒脉冲信号和UTC（秒时刻信息）分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果。
具体的，秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，第一窗口长度计数值对应的时间略大于秒脉冲信号的一个周期，第一窗口长度计数值优选为90000000个。若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的。
秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，第二窗口长度计数值对应的时间略小于秒脉冲信号的一个周期，第二窗口长度计数值优选为70000000个。并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
步骤3、根据秒脉冲信号的周期计算获得主时钟信号的1秒计数值。一个秒脉冲信号的周期即为精确度较高的1秒，以秒脉冲信号的周期计算获得主时钟信号的1秒计数值相对精确，为了进一步提高1s计数值的精确性，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值。N为大于1的自然数，优选为7。具体的，在系统刚复位时，使用连续的7个秒脉冲信号的周期计算获取得到1s计数，如不连续，则重新再找连续的7个秒脉冲信号进行操作，直至成功获取到1s计数值。实现中使用秒脉冲信号作为计数的起点信号，使用秒时刻信息进行计时，使用GNSS连续标志位来判断PPS和UTC时间的连续性，在设定的计数期间，使用计数控制标志位（cnt_ctr）控制计数，计数值按照设定的一次计数时间隔离依次递增，直至计数结束；当在计数时间内GNSS连续标志位一直有效，则置1s计数值输出可读标志位（flag_cnt_ctr_rdy），认为1s计数值有效可用，否则清1s计数值可读标志位；在flag_cnt_ctr_rdy标志位置位情况下可以更新1s计数值。
步骤4、根据主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值。在实现中为降低计算量，预先设定2个AIS时隙间隔的固定值为37.5*2，并计算2个AIS时隙间隔的计数值与2个AIS时隙间隔的固定值的差值，再通过该差值匹配获得增量值，并将2个AIS时隙间隔的计数值与增量之和作为最终的AIS时隙间隔的计数值。其中，差值与增量值之间的匹配关系具体可参见图1，当差值≤-56时，增量值取值为-2；当-56＜差值＜-19时，增量值取值为-1，-19≤差值≤19时，增量值取值为0；当19＜差值＜56时，增量值取值为1；当差值≥56时，增量值取值为2。
步骤5、若连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，则采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为最终的2个AIS时隙间隔的计数值的一半。
步骤6、根据AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。其中，AIS时隙编号为1～2250。 AIS时隙脉冲信号的生成方式为现有技术，在此不再赘述。
如图2所示，基于以上实施例，本领域技术人员可以轻易理解，本发明还提供了一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，包括：
用以提供外部参考时钟的时钟模块和FPGA模块；
FPGA模块包括时钟转换单元、GNSS信号解析单元、1秒计数子功能模块3和AIS时隙计算模块4。
其中，时钟转换单元用以将外部参考时钟转换成主时钟信号和分时钟信号，转换成主时钟信号和分时钟信号分别由第一时钟管理模块11和第二时钟管理模块12实现。上述外部参考时钟优选为8MHz，其精度为2ppm。主时钟信号优选为80MHz，分时钟信号为614kHz。
GNSS信号解析单元用以接收GNSS信号，该GNSS信号包括GNSS串口信号和秒脉冲信号，并采用分时钟信号依次对GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得秒时刻信息，上述秒时刻信息总是滞后于秒脉冲信号的上升沿时刻，在使用中需要获知当前秒脉冲信号对应的秒时刻，在实现中需要用到前1s的秒时刻值来超前判断PPS的秒时刻，这样需要基于秒脉冲信号和秒时刻信息分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果。具体的，GNSS信号解析单元包括对GNSS串口信号进行数据解析的数据解析模块21、进行报文解析的报文解析模块22和用于对秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性进行判断的连续性判断模块23。以下对图2中各信号的含义具体说明：GNSS_Data表示GNSS串口信号；GNSS_PPS表示秒脉冲信号；rst_n表示复位信号，低电平有效；data_buf_8bit表示串口解析输出的字节值数据；data_buf_8_bit_rdy表示串口解析一个字节的值有效指示信号，高电平有效；data_buf_6_bit表示一分钟内的秒时刻信息（0～59）；data_buf_6_bit_rdy表示指示data_buf_6_bit有效的信号，高电平有效；flag_gps_rdy表示指示GNSS的时刻信息有效的信号，高电平有效；cnt_sec_27bit表示27比特的秒计数值；flag_cnt_ctr_rdy表示指示cnt_sec_27bit有效的信号，高电平有效；AIS_Slot_Pulse表示AIS时隙的脉冲指示信号，每个时隙一个脉冲信号，脉冲宽度为125ns；AIS_Slot_Number表示AIS时隙的时隙编号（0～2249）。
具体的，秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，第一窗口长度计数值对应的时间略大于秒脉冲信号的一个周期，第一窗口长度计数值优选为90000000个。若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的。
秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，第二窗口长度计数值对应的时间略小于秒脉冲信号的一个周期，第二窗口长度计数值优选为70000000个。并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
1秒计数子功能模块3用以根据秒脉冲信号的周期计算获得主时钟信号的1秒计数值。一个秒脉冲信号的周期即为精确度较高的1秒，以秒脉冲信号的周期计算获得主时钟信号的1秒计数值相对精确，为了进一步提高1s计数值的精确性，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值。N为大于1的自然数，优选为7。具体的，在系统刚复位时，使用连续的7个秒脉冲信号的周期计算获取得到1s计数，如不连续，则重新再找连续的7个秒脉冲信号进行操作，直至成功获取到1s计数值。实现中使用秒脉冲信号作为计数的起点信号，使用秒时刻信息进行计时，使用GNSS连续标志位来判断PPS和UTC时间的连续性，在设定的计数期间，使用计数控制标志位（cnt_ctr）控制计数，计数值按照设定的一次计数时间隔离依次递增，直至计数结束；当在计数时间内GNSS连续标志位一直有效，则置1s计数值输出可读标志位（flag_cnt_ctr_rdy），认为1s计数值有效可用，否则清1s计数值可读标志位；在flag_cnt_ctr_rdy标志位置位情况下可以更新1s计数值。
AIS时隙计算模块4用以根据主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值，并在若连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为最终的2个AIS时隙间隔的计数值的一半。
然后根据AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。其中，AIS时隙编号为1～2250。 AIS时隙脉冲信号的生成方式为现有技术，在此不再赘述。
综上所述，GNSS模块的秒脉冲精度通常为10ns级别，1秒的时间内有37.5个AIS时隙，2秒的时间内有75个AIS时隙。本发明的输入时钟为8MHz，使用普通为2ppm的普通温补晶振，系统主时钟80MHz，在1秒的时间内有80000000个主时钟周期，每个时隙占到2133333个主时钟周期，按照2ppm的最大偏差计算，主时钟的最大偏差为160Hz，每个时钟周期的偏差最大约为，故在有良好GNSS修正的条件前提下，AIS时隙脉冲的偏差不超过，优于设计要求的10us误差，以及AIS标准要求的312us。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，其特征在于，包括：
步骤1、提供外部参考时钟至FPGA模块，并将所述外部参考时钟转换为主时钟信号和分时钟信号；
步骤2、通过所述FPGA模块接收GNSS信号，所述GNSS信号包括GNSS串口信号和秒脉冲信号，采用分时钟信号依次对所述GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得秒时刻信息，并基于秒脉冲信号和秒时刻信息分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果；
步骤3、根据秒脉冲信号的周期计算获得所述主时钟信号的1秒计数值；
步骤4、根据所述主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值；
步骤5、若所述连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，则采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将所述秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为2个AIS时隙间隔的计数值的一半；
步骤6、根据所述AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，其特征在于，所述秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，所述第一窗口长度计数值对应的时间大于秒脉冲信号的一个周期，若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的；
所述秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，所述第二窗口长度计数值对应的时间小于秒脉冲信号的一个周期，并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，其特征在于，所述主时钟信号为80MHz，所述第一窗口长度计数值为90000000个，所述第二窗口长度计数值为70000000个。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，其特征在于，所述步骤3中，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值，N为大于1的自然数。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算方法，其特征在于，所述步骤4中通过预先设定2个AIS时隙间隔的固定值为37.5*2，并计算2个AIS时隙间隔的计数值与2个AIS时隙间隔的固定值的差值，再通过所述差值匹配获得增量值，并将AIS时隙间隔的计数值与增量之和作为最终的AIS时隙间隔的计数值。
6.一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，其特征在于，包括：
用以提供外部参考时钟的时钟模块和FPGA模块；
所述FPGA模块包括：
时钟转换单元，用以将所述外部参考时钟转换成主时钟信号和分时钟信号；
GNSS信号解析单元，用以接收GNSS信号，所述GNSS信号包括GNSS串口信号和秒脉冲信号，并采用分时钟信号依次对所述GNSS串口信号进行数据解析和报文解析，以获得秒时刻信息，并基于秒脉冲信号和秒时刻信息分别判断秒脉冲信号和秒时刻信息的连续性，并输出连续性判断结果；
1秒计数子功能模块，用以根据秒脉冲信号的周期计算获得所述主时钟信号的1秒计数值；
AIS时隙计算模块，用以根据所述主时钟信号的1秒计数值计算获得2个AIS时隙间隔的计数值，并在所述连续性判断结果为秒脉冲信号和秒时刻信息均是连续时，采用前1秒的秒时刻信息超前判断当前秒脉冲信号的时刻，并将所述秒脉冲信号分奇偶秒时刻来对AIS时隙计数值进行修正，具体如下：
1）在偶数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为1；
2）在奇数秒的秒脉冲信号上升沿的下一个周期将AIS时隙计数值修正为2个AIS时隙间隔的计数值的一半；
并根据所述AIS时隙间隔的计数值和AIS时隙计数值分别生成AIS时隙脉冲信号和AIS时隙编号。
7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，其特征在于，所述秒脉冲信号的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第一窗口长度计数值，所述第一窗口长度计数值对应的时间大于秒脉冲信号的一个周期，若在第一窗口范围内检测到两个PPS脉冲的上升沿时间，则判断两个秒脉冲信号是连续的；
所述秒时刻信息的连续性通过以下方式判断：
根据主时钟信号设定第二窗口长度计数值，所述第二窗口长度计数值对应的时间小于秒脉冲信号的一个周期，并在检测到秒脉冲信号时刻后开始计数，当检测到秒时刻信息中对应的同步信号后结束计数，若该计数值小于设定的第二窗口长度计数值，则判断为当前的秒时刻信息是连续的。
8.根据权利要求7所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，其特征在于，所述主时钟信号为80MHz，所述第一窗口长度计数值为90000000个，所述第二窗口长度计数值为70000000个。
9.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，其特征在于，使用连续的N个秒脉冲信号的周期计算获取得到N个主时钟信号的1秒计数值，然后再将N个主时钟信号的1秒计数值的平均数作为最终的主时钟信号的1秒计数值。
10.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的AIS时隙计算设备，其特征在于，通过预先设定2个AIS时隙间隔的固定值为37.5*2，并计算2个AIS时隙间隔的计数值与2个AIS时隙间隔的固定值的差值，再通过所述差值匹配获得增量值，并将AIS时隙间隔的计数值与增量之和作为最终的AIS时隙间隔的计数值。
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2023
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