EP0347318A1 - Dispositif d'horloge électronique et installation comportant une pluralité de dispositifs d'horloge électronique - Google Patents

Dispositif d'horloge électronique et installation comportant une pluralité de dispositifs d'horloge électronique Download PDF

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Publication number
EP0347318A1
EP0347318A1 EP89401671A EP89401671A EP0347318A1 EP 0347318 A1 EP0347318 A1 EP 0347318A1 EP 89401671 A EP89401671 A EP 89401671A EP 89401671 A EP89401671 A EP 89401671A EP 0347318 A1 EP0347318 A1 EP 0347318A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
register
time information
counter
instant
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89401671A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marie Valembois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Dassault Electronique SA
Electronique Serge Dassault SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dassault Electronique SA, Electronique Serge Dassault SA filed Critical Dassault Electronique SA
Publication of EP0347318A1 publication Critical patent/EP0347318A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G7/00—Synchronisation

Definitions

  • the invention relates to the correction of local time information using reference time information.
  • the time clocks of the different station clocks are set by more or less efficient software.
  • the correction precision then varies between a few tens and a few hundred milliseconds. This precision is however insufficient in certain installations, in particular on-board installations where real-time problems are critical.
  • the invention overcomes this drawback by greatly improving the temporal precision of correction of the different clocks with respect to a reference clock.
  • the subject of the invention is therefore an electronic clock device comprising: - a local frequency source, a counter-register capable of containing local time information maintained by division from said frequency source, and - a set of correction of local time information, characterized in that the correction set includes: . a first register and . control means having a first state in which they are capable of carrying out, at a first instant, a first loading of the first register by the content of the register-counter and a second loading, at a second instant after the first, of the register-counter by reference time information, valid at the first instant, increased by the difference between the current content of the counter register and the content of the first register, whereby the content of the counter-register is equal to local time information corrected with respect to said reference time information.
  • the correction assembly comprises first reception means for receiving information defining a series of first moments and second reception means for receiving said reference time information.
  • the second instant can be defined as being the instant of reception of said reference time information in the second reception means; this second instant can also be determined by a control signal indicating the validity of the reference time information received in the second reception means.
  • the correction assembly advantageously comprises an intermediate member capable of delivering to the register-counter a clock signal having a frequency synchronous with that of the local frequency source.
  • the device comprises sampling means capable of storing a series of local sampling time information.
  • sampling means advantageously include a second register, the content of which is equal to local hourly sampling information of the sequence and sampling control means capable of comparing the current content of the counter-register with the content of the second. register and able to perform a third loading, when the contents compared are equal, of the second register by other local hourly sampling information of the sequence.
  • the sampling means comprise a sampling register containing a sampling period, said other local sampling information then being equal to that previously contained in the second register increased by said sampling period.
  • the device may also further include dating means capable of storing local time information on dating in response to a dating control signal.
  • dating means advantageously comprise a third register and dating control means capable of loading the current content of the counter-register into the third register in response to said dating control signal.
  • the correction assembly comprises a correcting register containing a predetermined correction and the control means then have a second state in which they are able to load, at a third instant, the counter-register with said reference time information increased by said predetermined correction.
  • the third instant is identical to the second instant.
  • the correction assembly may also include a configuration register containing at least the two states of the control means and the control means may also be capable of delivering a signal that the capacity of the register-counter has exceeded.
  • the invention also relates to an installation comprising a plurality of electronic clock devices characterized in that the electronic clock devices are interconnected by a communication means and in that at least one of the clock includes generation means capable of generating on the communication means master information defining at least a first instant.
  • the first instant is defined as being the instant of reception of said master information by all the electronic clock devices.
  • one of the clock devices is a master device capable of transmitting said reference time information on the communication means, this reference time information being equal to the content of the counter-register loaded in said first register at said first time. .
  • the reference time information of the master device can be delivered by an external time source.
  • the electronic clock device DH comprises a local frequency source F supplying, through an intermediate member CH, the function of which will be explained below, a register-counter T of 32 bit.
  • This register-counter T is capable of containing local time information IHL maintained by division from said frequency source F.
  • the clock device DH also includes a set of correction EC of the local time information IHL.
  • This correction set includes a first 32-bit register S, the input of which is connected to the output of the register-counter T via two successive switches IT0 and IT1 and the output of which is connected to the input of the register -meter T via two switches IT2 and IT3. Leaving the register-counter T is also connected to its input via a switch IT4 and switches IT2 and IT3.
  • Reference time information IHR can be linked to the input of the register-counter T via the switch IT3.
  • the correction unit EC also includes control means MC. These control means MC are suitable for delivering a logic control signal I1 controlling the switch IT1, a logic control signal I2 controlling the switches IT3 and IT4. These two control signals I1 and I2 are respectively the value "true" at the first and second instants. For reasons of simplicity of notation, a first instant will also be designated by the reference I1 and a second instant will also be designated by the reference I2.
  • the various switches shown in Figure 1 are in the position they occupy when their control signal has the value "false".
  • the switch IT1 controlled by the logic control signal I1, shown in the open position, retains this position as long as the logic signal I1 has the value "false", that is to say as long as is not at the first moment.
  • the control means MC have a first state and a second state respectively differentiated by a logic state signal MOD.
  • a logic state signal MOD When the logic signal MOD has the value "true” the control means are in the first state and when the control signal MOD has the value "false” the control means are in the second state.
  • the switches IT0 and IT2 are controlled by the control signal MOD.
  • the electronic clock device also includes a second 32-bit register P whose input is connected via a switch IT5 to the output of the counter-register T.
  • This switch IT5 is controlled by a logic control signal IS emitted by the control means MC.
  • the latter also permanently receive the content of the second register P as well as the content of the register-counter T.
  • the second register P is associated with a 16-bit sampling register B, the output of which is connected to the input of the second register P via the switch IT5.
  • the function of this register B will be explained below.
  • the second register P, the sampling register B as well as the control means MC are part of sampling control means capable of storing a series of local hourly sampling information IHLE.
  • the correction unit EC further comprises first reception means suitable for receiving information IFI1 defining a series of first instants I1, as well as second reception means suitable for receiving said reference time information IHR.
  • first and second reception means are grouped in this embodiment into single reception means MR which may for example be lock memories commonly called in English "latch".
  • These reception means MR are controlled by the control means MC by means of a control signal ENR allowing the delivery to the other components of the clock devices of the signals arriving at the input of the reception means.
  • the correction assembly also comprises transmission means ME controlled by a logic control signal ENE transmitted by the control means MC. These transmission means ME can also be locked memories.
  • the reception means MR receive a control signal SCV indicating the validity of the reference time information IHR received in the second reception means MR.
  • This control signal SCV is transmitted to the control means MC and its meaning will be explained below.
  • the clock device further comprises a third 32-bit register D, the input of which is connected to the output of the counter-register T via a switch IT6 and the output of which is connected to the input of the means. ME transmission via an IT7 switch.
  • the two switches IT6 and IT7 are controlled by a dating control signal ICD received by the reception means MR and transmitted to the control means MC.
  • the third register D and the control means MC are part of dating control means suitable for storing local time information on dating IHLD in response to the dating control signal ICD.
  • the correction unit EC comprises a 16-bit correction register H2 containing a predetermined OFF correction.
  • the output of register H2 is connected via an IT8 switch controlled by the logic signal I2, IT2 switch and IT3 switch at the input of the counter-register T.
  • This corrector register H2 is used when the control means MC are in their second state .
  • the correction unit EC also includes a 16-bit configuration register C connected to the control means and containing the state of the control signal MOD making it possible to define the effective state of the control means.
  • the electronic clock device finally comprises a 16-bit access register H1 connected to the control means MC and suitable for configuring the clock device DH taking into account the computer nature of the information received by the reception means and the IT nature of the information transmitted by the transmission means.
  • This computer nature can be for example the direction of progression of the addresses of the information during a 16-bit double access to the register-counter T or else to the registers S, D or P.
  • FIG. 2 shows a computer installation comprising a plurality of clock devices, as described in FIG. 1, connected by an MCOM communication means such as a serial transmission bus.
  • MCOM communication means such as a serial transmission bus.
  • FIG. 2 only two clock devices DH1 and DH2 are shown with their reception means MR and their transmission means ME.
  • Each DH clock device is also associated with a HOT host which can group together several computer equipment.
  • the host is also directly connected to the MCOM communication means. It is then convenient to separate the reception means MR and the transmission means ME of the clock device into a first part respectively MR1, ME1 reserved for communications with the host and into a second part MR2, ME2 reserved for communications with the means of communication MCOM.
  • One of the clock devices here the clock device DH1, is designated as being a time master clock device and on which all the other local times of the other clock devices connected on the MCOM communication medium.
  • the master device DH1 comprises generation means not shown in FIG. 2 and capable of generating on the communication means MCOM the information IFI1 defining the sequence of first moments I1 and which can be designated under the name master information.
  • generation means in fact comprise the control means and the transmission means of the clock device DH1.
  • the host HOT1 further comprises a reference time source SH of a very high stability greater than the stability of the local frequency source of the device DH1 and delivering to this local frequency source reference time information IHR.
  • This external time source can for example be an atomic clock.
  • FIGS. 1A to 1E illustrate the operation of an electronic clock device according to the invention.
  • the clock device is part of an installation described in FIG. 2, it being understood that the general operation described below applies to a clock device. according to the invention taken in isolation.
  • Each DH clock device maintains information local IHL timetable communicated via the transmission means ME1 to the corresponding host.
  • This local time information IHL is maintained by division from the local frequency source F and from the intermediate member CH controlled by a control signal SF emitted by the control means MC.
  • This intermediate member CH is in fact a shaping of the clock signal emitted by the source F and deliver a clock signal to the register-counter T having a frequency synchronous with that of the local frequency source F.
  • the member intermediate CH makes it possible to provide a wide range of maintenance periods for the local time information in the register-counter T.
  • the intermediate organ CH can comprise a first stage ensuring a division by a factor of between 8 and 1026 and a second stage ensuring a division by 1, 10, 100 or 1000.
  • the control means are capable of delivering an OVF overshoot signal from the counter register T.
  • This OVF signal depends on the application envisaged. This can in particular be a reset of the register-counter T or an extension of capacity.
  • the value of this OVF signal is contained in the configuration register C.
  • FIGS. 1A and 1B illustrate a correction of the local time information with respect to an IHR reference time information received.
  • FIGS. 1A to 1E are identical to FIG. 1 and there have been shown on these thick lines illustrating the connections between the various constituents in the operating modes described.
  • the control means MC are assumed to be in their first state characterized by the value "true" of the signal MOD.
  • the control means MC When information IFI1 defining a first instant is received by the reception means MR, the control means MC load the current content of the counter-register T in the first register S (FIG. 1A). The reception of this information IFI1 means that a reference time information will be received later by the reception means MR. When this reference time information is received in the reception means MR (FIG. 1B) the control means MC load the register-counter T with the reference time information IHR received, increased by the difference of the current content of the register- counter T and the content of the register S. The content of the register-counter T after this second loading therefore cortient a local time information corrected with respect to the reference time information and taking into account the propagation time between the place of emission of this reference time information and the clock device which receives it.
  • the second instant is therefore the reception of the reference time information in the reception means. It is however envisaged that this second instant is no longer directly this instant of reception of the reference time information in the reception means but an instant defined by the validity control signal SCV signifying that the reference time information received is well valid. If this reference time information is valid the correction of the local time information is carried out and, otherwise, nothing is done.
  • This first state of the control means is used when the propagation time between the place of transmission of the reference time information and the clock device which receives this information is not known a priori.
  • the control means MC can take their second state defined by the "false" value of the signal MOD.
  • this operating mode (FIG. 1C) upon reception of the information IFI1 signifying the first instant, there is no longer loading of the content of the register-counter T in the first register S and when the reference time information IHR is received in the reception means MR there is loading, at the second instant, in the register-counter T of the reference time information IHR increased by the predetermined correction OFF contained in the correction register H2.
  • the notion of the second instant may depend on the validity signal SCV.
  • the control means can then deliver to the logical time setting signal OK signifying that a time setting has been carried out.
  • the value of this OK signal is also stored in the configuration register C.
  • the local time information thus corrected will then be maintained until the next correction announced by the first following instant.
  • the reception means therefore generally receive information defining this sequence of first moments and improperly denoted IFI1.
  • the reference time information comes from the master clock device which is supposed here to also decide the instants for correcting the local time information of the other clock devices. Also, during a procedure for correcting the time information, the means for generating the master devices generate said master information which is actually present on the MCOM communication means only after a certain time. When this master information is present on the communication means, it is received simultaneously by all the clock devices, including by the master clock device. This instant of reception then constitutes said first instant.
  • the control means of the master device On receipt of the information IFI1, the control means of the master device load the current content of the counter-register T in the register S, the content of this register S then defining the reference time information IHR which is by the suite sent on the MCOM communication medium.
  • the master clock device itself transmits the master information and therefore decides itself to correct all the local time information. It is also conceivable that a correction request is sent by a slave clock device. In this case the procedure is the same as that described above, the slave clock device having to contain means for generating the master information.
  • FIG. 1D illustrate a particular mode of operation of clock devices in which the sampling means are suitable for memorizing the sequence of local time information of IHLE sampling and for delivering to the outside.
  • clock devices an IE sampling signal.
  • the register P Upon initialization of the clock device, the register P contains the instant of the first local sampling time information.
  • the control means MC compare the current content of the register-counter T with the content of the register P and when the contents compared are equal (logic signal IS) the sampling signal IE is delivered outside the clock device and parallel to this delivery, the second register P is loaded by the current content of the register-counter T increased the contents of register B so as to define the instant of the next local sampling time information.
  • register B contains a constant PEC sampling period. Consequently, the register P is able to store a series of local sampling hourly information regularly spaced over time.
  • FIG. 1E illustrate another mode of operation of the device according to the invention in which the dating means are suitable for storing local time information on IHLD dating in response to a signal for commanding ICD dating.
  • this dating control signal ICD is received by the reception means and is transmitted to the control means, the latter load the content of the counter-register T in the third register D so as to store the current local time information for constitute the local hourly dating information.
  • This local time information of IHLD dating is then transferred into the transmission means for an external delivery.
  • An application of this particular mode of operation can be by example the precise dating of data sent by a particular device of the host.
  • the clock device associated with this host is generally the time master and in this case, before correcting the local time information of the other clock devices the time master device corrects its local time information with reference time information from this external time source.
  • the correction procedure is the same as that described above, note that the communication between this external time source and the master clock device is not made by the MCOM communication means but by a direct link.
  • the precision of time correction, obtained by the clock device according to the invention depends on the technology used and can vary between a few tens and a few hundred microseconds.
  • the invention may include variants, in particular the following: -
  • the third register D can possibly be confused with the first register S in the case where it is ensured that there is no access conflict, and the size of the different registers depends on the envisaged application.
  • sampling and / or dating means may in particular not be implemented in the case where the corresponding particular operating modes are not used.

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Abstract

Le dispositif d'horloge électronique comprend une source de fréquence locale (F), un registre-compteur (T), propre à contenir une information horaire locale (IHL) entretenue par division à partir de ladite source de fréquence (F) et un ensemble de correction (EC) de l'information horaire locale. Ce dernier (EC) comporte un premier registre (S) et des moyens de commande (MC) possédant un premier état (MOD1) dans lequel ils sont aptes à effectuer à un premier instant (I1), un premier chargement du premier registre (S) par le contenu du registre-compteur (T) et un deuxième char­gement, à un deuxième instant (I2) postérieur au premier (I1), du registre-compteur (T) par une information horaire de référence (IHR), valable au premier instant (I1), aug­mentée de la différence entre le contenu en cours du regis­tre-compteur (T) et le contenu du premier registre (S).

Description

  • L'invention concerne la correction d'une information horaire locale à l'aide d'une information horaire de référence.
  • Dans une installation regroupant une pluralité de stations reliées entre elles par un moyen de communication informa­tique, il est nécessaire pour assurer une bonne communica­tion entre toutes les stations que celles-ci aient une ré­férence de temps identique. C'est le cas par exemple pour une installation d'équipements embarquée dans un aéronef ou dans un mobile tel qu'un navire, mais ce peut être également le cas pour une installation basée à terre.
  • Actuellement, la mise à l'heure des différentes horloges des stations est effectuée par des logiciels plus ou moins performants. La précision de correction varie alors entre quelques dizaines et quelques centaines de millisecondes. Cette précision est cependant insuffisante dans certaines installations notamment des installations embarquées où les problèmes temps réel sont critiques.
  • L'invention remédie à cet inconvénient en améliorant forte­ment la précision temporelle de correction des différentes horloges par rapport à une horloge de référence.
  • L'invention a donc pour objet un dispositif d'horloge élec­tronique comprenant :
    - une source de fréquence locale,
    - un registre-compteur, propre à contenir une information horaire locale entretenue par division à partir de ladite source de fréquence et
    - un ensemble de correction de l'information horaire locale, caractérisé en ce que l'ensemble de correction comporte :
    . un premier registre et
    . des moyens de commande possédant un premier état dans lequel ils sont aptes à effectuer à un premier instant, un premier chargement du premier registre par le contenu du registre-compteur et un deuxième chargement, à un deuxième instant postérieur au premier, du registre-compteur par une information horaire de référence, valable au premier instant, augmentée de la différence entre le contenu en cours du registre-compteur et le contenu du premier registre,
    moyennant quoi le contenu du registre-compteur est égal à une information horaire locale corrigée par rapport à ladite information horaire de référence.
  • Avantageusement, l'ensemble de correction comprend des pre­miers moyens de réception pour recevoir une information définissant une suite de premiers instants et des deuxiè­mes moyens de réception pour recevoir lesdites informations horaires de référence.
  • Le deuxième instant peut être défini comme étant l'instant de réception d'une dite information horaire de référence dans les deuxièmes moyens de réception; ce deuxième instant peut être également déterminé par un signal de contrôle indiquant la validité de l'information horaire de référence reçue dans les deuxièmes moyens de réception.
  • L'ensemble de correction comprend avantageusement un orga­ne intermédiaire apte à délivrer au registre-compteur un signal d'horloge ayant une fréquence synchrone de celle de la source de fréquence locale.
  • Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens d'échantillonnage propres à mémoriser une suite d'in­formations horaires locales d'échantillonnage. Ces moyens d'échantillonnage comprennent avantageusement un deuxième registre dont le contenu est égal à une information horai­re locale d'échantillonnage de la suite et des moyens de commande d'échantillonnage aptes à comparer le contenu en cours du registre-compteur avec le contenu du deuxième registre et aptes à effectuer un troisième chargement, lors­que les contenus comparés sont égaux, du deuxième registre par une autre information horaire locale d'échantillonnage de la suite.
  • De préférence, les moyens d'échantillonnage comprennent un registre d'échantillonnage contenant une période d'échan­tillonnage, ladite autre information locale d'échantillonnage étant alors égale à celle antérieurement contenue dans le deuxième registre augmentée de ladite période d'échantillonnage.
  • Le dispositif peut comprendre également en outre des moyens de datation propres à mémoriser une information horaire locale de datation en réponse à un signal de commande de datation. Ces moyens de datation comprennent avantageuse­ment un troisième registre et des moyens de commande de datation aptes à charger le contenu en cours du registre-­compteur dans le troisième registre en réponse audit signal de commande de datation.
  • Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon l'in­vention, l'ensemble de correction comprend un registre cor­recteur contenant une correction prédéterminée et les moyens de commande possèdent alors un second état dans lequel ils sont aptes à charger, à un troisième instant, le registre-­compteur par ladite information horaire de référence augmen­tée de ladite correction prédéterminée.
  • De préférence, le troisième instant est identique au deuxiè­me instant.
  • L'ensemble de correction peut comprendre également un re­gistre de configuration contenant au moins les deux états des moyens de commande et les moyens de commande peuvent également être aptes à délivrer un signal de dépassement de capacité du registre-compteur.
  • L'invention a également pour objet une installation compor­tant une pluralité de dispositifs d'horloge électronique caractérisé en ce que les dispositifs d'horloge électronique sont reliés entre eux par un moyen de communication et en ce que l'un au moins des dispositifs d'horloge comprend des moyens de génération aptes à générer sur le moyen de communication une information maîtresse définissant au moins un premier instant.
  • Très avantageusement, le premier instant est défini comme étant l'instant de réception de ladite information maîtres­se par tous les dispositifs d'horloge électronique.
  • De préférence, l'un des dispositifs d'horloge est un dispo­sitif maître propre à émettre sur le moyen de communication ladite information horaire de référence, cette information horaire de référence étant égale au contenu du registre-compteur chargé dans ledit premier registre audit premier instant.
  • L'information horaire de référence du dispositif maître peut être délivrée par une source horaire extérieure.
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa­raîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels :
    • - la figure 1 est un synoptique schématique d'un dispositif d'horloge électronique selon l'invention,
    • - les figures 1A à 1E illustrent cinq modes de fonctionne­ment particuliers du dispositif de la figure 1, et,
    • - la figure 2 est un synoptique schématique d'une installa­tion selon l'invention.
  • Les dessins comportant pour l'essentiel des éléments de caractère certain font partie intégrante de la description. A ce titre ils pourront servir non seulement à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après, mais aussi à servir, le cas échéant, à la définition de l'invention.
  • Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que le dispositif d'horloge électronique DH comprend une source de fréquence locale F alimentant à travers un organe intermédiaire CH dont la fonction sera expliquée ci-après, un registre-comp­teur T de 32 bits. Ce registre-compteur T est propre à con­tenir une information horaire locale IHL entretenue par division à partir de ladite source de fréquence F.
  • Le dispositif d'horloge DH comporte également un ensemble de correction EC de l'information horaire locale IHL. Cet ensemble de correction comporte un premier registre S de 32 bits, dont l'entrée est reliée à la sortie du registre-compteur T par l'intermédiaire de deux interrupteurs successifs IT0 et IT1 et dont la sortie est reliée à l'entrée du registre-compteur T par l'intermédiaire de deux interrupteurs IT2 et IT3. La sortie du registre-compteur T est également reliée à son entrée par l'intermédiaire d'un interrupteur IT4 et des interrupteurs IT2 et IT3.
  • Une information horaire de référence IHR est susceptible d'être reliée à l'entrée du registre-compteur T par l'in­termédiaire de l'interrupteur IT3.
  • Il convient ici de noter que les différents interrupteurs représentés ne doivent être interprétés que pour leur fonction d'interruption ou de non-interruption des liaisons entre les constituants du dispositif. Leur réalisation effective dépendra bien entendu de la technologie employée et leurs fonctions pourront être éventuellement obtenues par des instructions logicielles.
  • L'ensemble de correction EC comporte également des moyens de commande MC. Ces moyens de commande MC sont propres à délivrer un signal logique de commande I1 commandant l'in­terrupteur IT1, un signal logique de commande I2 commandant les interrupteurs IT3 et IT4. Ces deux signaux de commande I1 et I2 sont respectivement la valeur "vrai" à des premier et deuxième instants. Pour des raisons de simplicité de notation, un premier instant sera également désigné par la référence I1 et un deuxième instant sera également désigné par la référence I2.
  • D'une façon générale, les différents interrupteurs représen­tés sur la figure 1 le sont dans la position qu'ils occupent lorsque leur signal de commande a la valeur "faux". Ainsi, par exemple, l'interrupteur IT1, commandé par le signal logique de commande I1, représenté en position ouverte, conserve cette position tant que le signal logique I1 a la valeur "faux" c'est-à-dire tant qu'on ne se situe pas au premier instant.
  • Les moyens de commande MC possèdent un premier état et un second état respectivement différenciés par un signal logi­que d'état MOD. Lorsque le signal logique MOD a la valeur "vrai" les moyens de commande se situent dans le premier état et lorsque le signal de commande MOD a la valeur "faux" les moyens de commande se situent dans le second état. Les interrupteurs IT0 et IT2 sont commandés par le signal de commande MOD.
  • Le dispositif d'horloge électronique comprend également un deuxième registre P de 32 bits dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire d'un interrupteur IT5 à la sortie du registre-compteur T. Cet interrupteur IT5 est commandé par un signal logique de commande IS émis par les moyens de commande MC. Ces derniers reçoivent également en permanence le contenu du deuxième registre P ainsi que le contenu du registre-compteur T.
  • Au deuxième registre P est associé un registre d'échantil­lonnage B de 16 bits dont la sortie est reliée à l'entrée du deuxième registre P par l'intermédiaire de l'interrupteur IT5. La fonction de ce registre B sera explicitée ci-après.
  • Le deuxième registre P, le registre d'échantillonage B ainsi que les moyens de commande MC font partie de moyens de commande d'échantillonage propres à mémoriser une suite d'informations horaires locales d'échantillonage IHLE.
  • L'ensemble de correction EC comprend en outre des premiers moyens de réception propres à recevoir une information IFI1 définissant une suite de premiers instants I1, ainsi que des deuxièmes moyens de réception propres à recevoir lesdi­tes informations horaires de référence IHR. Ces premiers et deuxièmes moyens de réception sont regroupés dans ce mode de réalisation en des moyens de réception uniques MR qui peuvent être par exemple des mémoires-verrous communément appelées en langue anglaise "latch". Ces moyens de récep­tion MR sont commandés par les moyens de commande MC au moyen d'un signal de commande ENR permettant la délivrance vers les autres constituants des dispositifs d'horloge des signaux arrivant à l'entrée des moyens de réception.
  • L'ensemble de correction comprend également des moyens d'é­mission ME commandés par un signal logique de commande ENE émis par les moyens de commande MC. Ces moyens d'émission ME peuvent être également des mémoires verrous.
  • Les moyens de réception MR reçoivent un signal de contrôle SCV indiquant la validité de l'information horaire de réfé­rence IHR reçue dans les deuxièmes moyens de réception MR. Ce signal de contrôle SCV est transmis aux moyens de comman­de MC et sa signification sera explicitée ci-après.
  • Le dispositif d'horloge comprend en outre un troisième re­gistre D de 32 bits dont l'entrée est reliée à la sortie du registre-compteur T par l'intermédiaire d'un interrupteur IT6 et dont la sortie est reliée à l'entrée des moyens d'émission ME par l'intermédiaire d'un interrupteur IT7. Les deux interrupteurs IT6 et IT7 sont commandés par un signal de commande de datation ICD reçu par les moyens de réception MR et transmis aux moyens de commande MC.
  • Le troisième registre D et les moyens de commande MC font partie de moyens de commande de datation propres à mémori­ser une information horaire locale de datation IHLD en ré­ponse au signal de commande de datation ICD.
  • L'ensemble de correction EC comprend un registre correcteur H2 de 16 bits contenant une correction prédéterminée OFF. La sortie du registre H2 est reliée par l'intermédiaire d'un interrupteur IT8 commandé par le signal logique I2, de l'interrupteur IT2 et de l'interrupteur IT3 à l'entrée du registre-compteur T. Ce registre correcteur H2 est utilisé lorsque les moyens de commande MC sont dans leur second état. A cet effet, l'ensemble de correction EC comprend également un registre de configuration C de 16 bits relié aux moyens de commande et contenant l'état du signal de commande MOD permettant de définir l'état effectif des moyens de commande.
  • Le dispositif d'horloge électronique comprend enfin un re­gistre d'accès H1 de 16 bits relié aux moyens de commande MC et propre à configurer le dispositif d'horloge DH compte tenu de la nature informatique des informations reçues par les moyens de réception et de la nature informatique des informations émises par les moyens d'émission. Cette nature informatique pouvant être par exemple le sens de progression des adresses des informations lors d'un double accès 16 bits au registre-compteur T ou bien aux registres S, D ou P.
  • Il est maintenant fait référence à la figure 2 qui montre une installation informatique comprenant une pluralité de dispositifs d'horloge, tels que décrits sur la figure 1, reliés par un moyen de communication MCOM tel qu'un bus de transmission série. Sur la figure 2 on a représenté seulement deux dispositifs d'horloge DH1 et DH2 avec leurs moyens de réception MR et leurs moyens d'émission ME. Chaque dispositif d'horloge DH est associé également à un hôte HOT pouvant regrouper plusieurs équipements informatiques. L'hôte est également relié directement aux moyens de communication MCOM. Il est commode alors de séparer les moyens de réception MR et les moyens d'émission ME du dispositif d'horloge en respectivement une première partie MR1, ME1 réservée aux communications avec l'hôte et en une deuxième partie MR2, ME2 réservée aux communications avec le moyen de communication MCOM.
  • L'un des dispositifs d'horloge, ici le dispositif d'horloge DH1, est désigné comme étant un dispositif d'horloge maître de l'heure et sur lequel vont se régler toutes les autres heures locales des autres dispositifs d'horloge reliés sur le moyen de communication MCOM.
  • On suppose également que le dispositif maître DH1 comporte des moyens de génération non représentés sur la figure 2 et aptes à générer sur le moyen de communication MCOM l'information IFI1 définissant la suite de premiers instants I1 et que l'on peut désigner sous la dénomination d'information maîtresse. Ces moyens de génération comprennent en fait les moyens de commande et les moyens d'émission du dispositif d'horloge DH1.
  • L'hôte HOT1 comprend en outre une source horaire de réfé­rence SH d'une très grande stabilité supérieure à la stabi­lité de la source de fréquence locale du dispositif DH1 et délivrant à cette source de fréquence locale une informa­tion horaire de référence IHR. Cette source horaire extérieure peut être par exemple une horloge atomique.
  • Il est maintenant fait référence plus particulièrement aux figures 1A à 1E pour illustrer le fonctionnement d'un dispo­sitif d'horloge électronique selon l'invention. Pour facili­ter la compréhension de ce fonctionnement on se placera dans l'hypothèse où le dispositif d'horloge fait partie d'une installation décrite à la figure 2 étant entendu que le fonctionnement général décrit ci-après s'applique à un dispositif d'horloge selon l'invention pris isolément.
  • Chaque dispositif d'horloge DH entretient une information horaire locale IHL communiquée par l'intermédiaire des moyens d'émission ME1 à l'hôte correspondant. Cette information horaire locale IHL est entretenue par division à partir de la source de fréquence locale F et de l'organe intermédiaire CH commandé par un signal de commande SF émis par les moyens de commande MC. Cet organe intermédiaire CH est en fait une mise en forme du signal d'horloge émis par la source F et délivrent un signal d'horloge au registre-compteur T ayant une fréquence synchrone de celle de la source de fréquence locale F. L'organe intermédiaire CH permet de fournir une grande plage de périodes d'entretien de l'information horaire locale dans le registre-compteur T. En effet, l'organe intermédiaire CH peut comprendre un premier étage assurant une division par un facteur compris entre 8 et 1026 et un deuxième étage assurant une division par 1, 10, 100 ou 1000.
  • Les moyens de commande sont aptes à délivrer un signal de dépassement de capacité OVF du registre-compteur T. L'ex­ploitation de ce signal OVF dépend de l'application envisagée. Ce peut être notamment une remise à zéro du registre-compteur T ou bien une extension de capacité. La valeur de ce signal OVF est contenue dans le registre de configuration C.
  • Il est maintenant fait référence aux figures 1A et 1B pour illustrer une correction de l'information horaire locale par rapport à une information horaire de référence IHR re­çue. Les figures 1A à 1E sont identiques à la figure 1 et l'on a représenté sur celles-ci des traits épais illustrant les liaisons entre les différents constituants dans les modes de fonctionnement décrits.
  • Les moyens de commande MC sont supposés être dans leur pre­mier état caractérisés par la valeur "vrai" du signal MOD.
  • Lorsqu'une information IFI1 définissant un premier instant est reçue par les moyens de réception MR, les moyens de commande MC chargent le contenu en cours du registre-comp­teur T dans le premier registre S (figure 1A). La réception de cette information IFI1 signifie qu'une information horai­re de référence sera reçue ultérieurement par les moyens de réception MR. Lorsque cette information horaire de réfé­rence est reçue dans les moyens de réception MR (figure 1B) les moyens de commande MC chargent le registre-compteur T par l'information horaire de référence IHR reçue, augmentée de la différence du contenu en cours du registre-compteur T et du contenu du registre S. Le contenu du registre-compteur T après ce deuxième chargement cortient donc une information horaire locale corrigée par rapport à l'information horaire de référence et tenant compte du temps de propagation entre le lieu d'émission de cette information horaire de référence et le dispositif d'horloge qui la reçoit.
  • Dans ce fonctionnement, le deuxième instant est donc la réception de l'information horaire de référence dans les moyens de réception. Il est cependant envisagé que ce deuxième instant soit non plus directement cet instant de réception de l'information horaire de référence dans les moyens de réception mais un instant défini par le signal de contrôle de validité SCV signifiant que l'information horaire de référence reçue est bien valide. Si cette information horaire de référence est valide la correction de l'information horaire locale est effectuée et, dans le cas contraire, rien n'est effectué.
  • Ce premier état des moyens de commande est utilisé lorsque le temps de propagation entre le lieu d'émission de l'infor­mation horaire de référence et le dispositif d'horloge qui reçoit cette information n'est pas connu a priori. Par con­tre, dans le cas contraire, lorsque l'on est sûr a priori de ce temps de propagation, les moyens de commande MC peu­vent prendre leur second état défini par la valeur "faux" du signal MOD. Dans ce mode de fonctionnement (figure 1C) lors de la réception de l'information IFI1 signifiant le premier instant il n'y a plus chargement du contenu du re­gistre-compteur T dans le premier registre S et lorsque l'information horaire de référence IHR est reçue dans les moyens de réception MR il y a chargement, au deuxième ins­tant, dans le registre-compteur T de l'information horaire de référence IHR augmentée de la correction prédéterminée OFF contenue dans le registre de correction H2. Bien entendu, là encore la notion du deuxième instant peut dépendre du signal de validité SCV.
  • Les moyens de commande peuvent alors délivrer au signal logique de mise à l'heure OK signifiant qu'une mise à l'heure a été effectuée. La valeur de ce signal OK est également stockée dans le registre de configuration C.
  • L'information horaire locale ainsi corrigée sera ensuite entretenue jusqu'à la prochaine correction annoncée par le premier instant suivant. Généralement les premiers instants font partie d'une suite prédéterminée. Aussi les moyens de réception reçoivent-ils globalement une information définissant cette suite de premiers instants et abusivement notée IFI1.
  • L'information horaire de référence est issue du dispositif d'horloge maître qui est supposé ici décider également des instants de correction des informations horaires locales des autres dispositifs d'horloge. Aussi, lors d'une procé­dure de correction de l'information horaire, les moyens de génération des dispositifs maîtres génèrent ladite in­formation maîtresse qui est effectivement présente sur le moyen de communication MCOM seulement après un certain temps. Lorsque cette information maîtresse est présente sur le moyen de communication celle-ci est reçue simultanément par tous les dispositifs d'horloge y compris par le dispositif d'horloge maître. Cet instant de réception constitue alors ledit premier instant.
  • A la réception de l'information IFI1, les moyens de commande du dispositif maître chargent le contenu en cours du regis­tre-compteur T dans le registre S, le contenu de ce registre S définissant alors l'information horaire de référence IHR qui est par la suite émise sur le moyen de communication MCOM.
  • On a supposé ci-avant que le dispositif d'horloge maître émettait lui-même les informations maîtresses donc décidait lui-même de la correction de toutes les informations horaires locales. On peut également envisager qu'une demande de correction soit émise par un dispositif d'horloge esclave. Dans ce cas la procédure est la même que celle décrite ci-avant, le dispositif d'horloge esclave devant contenir des moyens de génération de l'information maîtresse.
  • Il est maintenant fait référence à la figure 1D pour illus­trer un mode particulier de fonctionnement des dispositifs d'horloge dans lequel les moyens d'échantillonnage sont propres à mémoriser la suite d'informations horaires locales d'échantillonnage IHLE et à délivrer à l'extérieur des dispositifs d'horloge un signal d'échantillonnage IE.
  • A l'initialisation du dispositif d'horloge, le registre P contient l'instant de la première information horaire locale d'échantillonnage. En cours de fonctionnement, les moyens de commande MC comparent le contenu en cours du registre-compteur T avec le contenu du registre P et lorsque les contenus comparés sont égaux (signal logique IS) le signal d'échantillonnage IE est délivré à l'extérieur du dispositif d'horloge et parallèlement à cette délivrance, le deuxième registre P est chargé par le contenu en cours du registre-compteur T augmenté du contenu du registre B de façon à définir l'instant de l'information horaire locale d'échantillonnage suivante. En fait, le registre B contient une période d'échantillonnage PEC constante. En conséquence, le registre P est propre à mémoriser une suite d'informations horaires locales d'échantillonnage régulièrement espacées dans le temps.
  • On a représenté ici pour des raisons de simplicité l'émission d'un seul signal d'échantillonnage IE. Bien entendu il est possible d'envisager l'émission de deux signaux d'échantillonnage l'un sur les moyens de communication MCOM, l'autre vers l'hôte. Une application de ce mode particulier de fonctionnement peut être le déclenchement à des instants prédéterminés d'un équipement particulier de l'hôte.
  • Il est maintenant fait référence à la figure 1E pour illus­trer un autre mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention dans lequel les moyens de datation sont propres à mémoriser une information horaire locale de datation IHLD en réponse à un signal de commande de datation ICD. Lorsque ce signal de commande de datation ICD est reçu par les moyens de réception et est transmis aux moyens de commande, ceux-ci chargent le contenu du registre-compteur T dans le troisième registre D de façon à mémoriser l'information horaire locale actuelle pour constituer l'information horaire locale de datation. Cette information horaire locale de datation IHLD est ensuite transférée dans les moyens d'émission pour une délivrance extérieure. Une application de ce mode particulier de fonctionnement peut être par exemple la datation précise de données émises par un équipement particulier de l'hôte.
  • Lorsque l'un des hôtes comprend une source horaire extérieure SH, d'une stabilité très grande, le dispositif d'horloge associé à cet hôte est généralement le maître de l'heure et dans ce cas, avant de corriger les informations horaires locales des autres dispositifs d'horloge le dispositif maître de l'heure corrige son information horaire locale par une information horaire de référence issue de cette source horaire externe. La procédure de correction est la même que celle décrite ci-avant remarque étant faite que la communication entre cette source horaire externe et le dispositif d'horloge maître ne se fait pas par le moyen de communication MCOM mais par une liaison directe.
  • La précision de correction horaire, obtenue par le dispo­sitif d'horloge selon l'invention dépend de la technologie employée et peut varier entre quelques dizaines et quel­ques centaines de microsecondes.
  • L'invention peut comporter des variantes, notamment la sui­vante:
    - le troisième registre D peut éventuellement être confon­du avec le premier registre S dans le cas où l'on est assu­ré qu'il n'y a pas de conflit d'accès, et la taille des différents registres dépend de l'application envisagée.
  • Bien entendu certains des moyens décrits ci-dessus peuvent être omis dans les variantes où ils ne servent pas. Les moyens d'échantillonnage et/ou de datation peuvent notamment ne pas être implantés dans le cas où les modes de fonction­nement particuliers correspondants ne sont pas utilisés.

Claims (20)

1. Dispositif d'horloge électronique comprenant :
- une source de fréquence locale (F),
un registre-compteur (T), propre à contenir une informa­tion horaire locale (IHL) entretenue par division à partir de ladite source de fréquence (F) et
un ensemble de correction (EC) de l'information horaire locale, caractérisé en ce que l'ensemble de correction (EC) comporte :
. un premier registre (S) et
. des moyens de commande (MC) possédant un premier état (MOD1) dans lequel il sont aptes à effectuer à un premier instant (I1), un premier chargement du premier registre (S) par le contenu du registre-compteur (T) et un deuxième chargement, à un deuxième instant (I2) postérieur au pre­mier (I1), du registre-compteur (T) par une information horaire de référence (IHR), valable au premier instant (I1), augmentée de la différence entre le contenu en cours du registre-compteur (T) et le contenu du premier registre (S),
moyennant quoi le contenu du registre-compteur est égal à une information horaire locale corrigée par rapport à ladite information horaire de référence.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de correction comprend, en outre, des premiers moyens de réception (MR) pour recevoir une information (IFI1) définissant une suite de premiers instants (I1).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble de correction comprend, en outre, des deuxiè­mes moyens de réception (MR) pour recevoir lesdites informa­tions horaires de référence (IHR).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième instant (I2) est défini comme étant l'ins­tant de réception d'une dite information horaire de réfé­rence dans les deuxièmes moyens de réception.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième instant (I2) est déterminé par un signal de controle (SCV) indiquant la validité de l'information horaire de référence reçue dans les deuxièmes moyens de réception.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de correction comprend un organe intermédiaire (CH) apte à délivrer au registre-comp­teur (T) un signal d'horloge ayant une fréquence synchrone de celle de la source de fréquence locale (F).
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens d'é­chantillonnage (P,B,MC) propres à mémoriser une suite d'in­formations horaires locales d'échantillonnage (IHLE).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'échantillonnage comprennent un deuxième registre (P) dont le contenu est égal à une information horaire locale d'échantillonnage (IHLE) de la suite et des moyens de commande d'échantillonnage (MC) aptes à comparer le contenu en cours du registre-compteur (T) avec le contenu du deuxième registre (P) et aptes à effectuer un troisième chargement, lorsque les contenus comparés sont égaux, du deuxième registre (P) par une autre l'information horaire locale d'échantillonnage (IHLE) de la suite.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'échantillonnage comprennent un registre d'échantillonnage (B) contenant une période d'échantillon­nage (PEC) et en ce que ladite autre information locale d'échantillonnage est égale à celle antérieurement conte­nue dans le deuxième registre (P) augmentée de ladite pé­riode d'échantillonnage.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre des moyens de datation (D,MC) propres à mémoriser une informa­tion horaire locale de datation (IHLD) en réponse à un si­gnal de commande de datation (ICD).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de datation comprennent un troisième re­gistre (D) et des moyens de commande de datation (MC) aptes à charger le contenu en cours du registre-compteur (T) dans le troisième registre (D) en réponse audit signal de comman­de de datation (ICD).
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de correction (EC) comprend un registre correcteur (H2) contenant une correction pré­déterminée (OFF) et en ce que les moyens de commande (MC) possèdent un second état (MOD2) dans lequel ils sont aptes à charger, à un troisième instant, le registre-compteur (T) par ladite information horaire de référence (IHR) augmentée de ladite correction prédéterminée (OFF).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le troisième instant est identique au deuxième ins­ tant.
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'ensemble de correction comprend un registre de configuration (C) contenant au moins les deux états (MOD1,MOD2) des moyens de commande.
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérise en ce que les moyens de commande (MC) sont aptes à délivrer un signal de dépassement de capacité (OVF) du registre-compteur (T).
16. Installation comportant une pluralité de dispositifs d'horloge électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dispositifs d'horloge électronique sont reliés entres eux par un moyen de communication (MCOM) et en ce que l'un au moins des dispositifs d'horloge comprend des moyens de génération aptes à générer sur le moyen de communciation (MCOM) une information maîtresse (IFI1) définissant au moins un premier instant.
17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le premier instant est défini comme étant l'instant de réception de ladite information maîtresse par tous les dispositifs d'horloge électronique.
18. Installation selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que l'un des dispositifs d'horloge est un dispositif maître propre à émettre sur le moyen de communication ladite information horaire de référence, cette information horaire de référence étant égale au contenu du registre-compteur (T) chargé dans ledit premier registre (S) audit premier instant.
19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que l'information horaire de référence du dispositif maître est délivrée par une source horaire extérieure.
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