一种时钟同步方法及时钟同步的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种时钟同步方法及装置，所述装置包括两两相邻的N个同步模块，每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；所述方法包括：从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为两个基准模块；控制每个基准模块输出一个同步信号，并使同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，直到基准模块以外的其它同步模块均接收到同步信号为止；根据同步信号到达同步模块的时刻，确定基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，得到一组相位差数据；从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两组相位差数据，使时钟同步装置中的每个同步模块与校准模块的时钟同步。本发明专利技术能够降低时钟同步装置的设计成本及结构复杂度。

Clock synchronization method and clock synchronization control device

The invention discloses a clock synchronization method and device. The device includes 22 adjacent N synchronization modules, each adjacent two synchronization modules are connected through an equal length transmission line. The method includes: selecting two different synchronization modules from all synchronization modules as two reference modules; controlling each reference module. A synchronous signal is output and the synchronous signal is transmitted simultaneously along clockwise and counterclockwise, until the synchronization signals are received by the other synchronization modules outside the reference module, and each two synchronization modules on both sides of the reference module are determined at the time of the synchronization signal to the synchronization module. A set of phase difference data is obtained from the phase difference of the local clock; a calibration module is selected from all synchronization modules, and each synchronization module in the clock synchronization device is synchronized with the clock of the calibration module based on the two sets of phase difference data. The invention can reduce the design cost and the structural complexity of the clock synchronization device.

【技术实现步骤摘要】
一种时钟同步方法及时钟同步的控制装置
本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种时钟同步方法及时钟同步的控制装置。
技术介绍
在正电子发射断层成像(PositronEmissionTomography，简称PET)系统中，前端检测部分包括晶体、光电传感器和前端信号处理电路，通常将若干数量的晶体、光电传感器和信号处理电路集成为一个探测器模块，若干个探测器模块组成PET系统的前端检测部分。在PET整机结构中，各探测器模块沿圆周方向进行紧密排列，形成一个紧密连接的探测器圆环。当利用PET对人体进行疾病诊断时，将人体的待检测部位位于探测器圆环内，注入病人体内的放射性核素会在人体内发射出正电子，并与人体内的负电子发生湮灭效应产生一对方向相反的gamma光子，通过探测器模块可对gamma光子进行采集和检测，即，利用探测器模块提取出由一个湮灭效应产生的方向相反的一对光子，并通过后端电子系统计算出光子的能量信息和光子抵达探测器模块的时刻，再通过后续计算来完成PET检测。PET整机的探测器模块沿圆周方向以环形排列方式分布，在利用探测器模块对光子信号进行采集时，环形上的各个探测器模块之间需要保证时钟的同步性，以确保各个探测器模块进行数据采集时的时间一致性。目前常用的时钟同步结构包括如图1所示的星型结构，在实现各个探测器模块的时钟同步时，使用一时钟基准源模块为环形排列的N个探测器模块提供基准时钟，然后将该基准时钟信号通过等长的传输线路扇出到环形上的各个探测器模块，由于各探测器模块的时钟同源且基准源至各探测器模块的时钟传输距离相等，因此各探测器模块时钟得以同步。但有，上述时钟同步方法需要设计一额外的时钟基准源模块，这增加了时钟同步装置的设计成本及结构复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的主要目的在于提供一种时钟同步方法及装置，能够降低时钟同步装置的设计成本及结构复杂度。本专利技术实施例提供了一种时钟同步方法，所述方法应用于一种时钟同步装置，所述时钟同步装置包括两两相邻的N个同步模块，每个同步模块中设置有一个频率相同的本地时钟；当N为奇数时，每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；所述方法包括：从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为两个基准模块；控制每个基准模块输出一个同步信号，并使所述同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，直到所述基准模块以外的其它同步模块均接收到所述同步信号为止；根据所述同步信号到达所述同步模块的时刻，确定所述基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，得到一组相位差数据；从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两个不同的基准模块分别对应的相位差数据，使所述时钟同步装置中的每个同步模块与所述校准模块的时钟同步。本专利技术实施例还提供了一种时钟同步的控制装置，所述控制装置用于控制一种时钟同步装置，所述时钟同步装置包括两两相邻的N个同步模块，每个同步模块中设置有一个频率相同的本地时钟；当N为奇数时，每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；所述控制装置包括：基准选取单元，用于从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为两个基准模块；传输控制单元，用于控制每个基准模块输出一个同步信号，并使所述同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，直到所述基准模块以外的其它同步模块均接收到所述同步信号为止；相位差获取单元，用于根据所述同步信号到达所述同步模块的时刻，确定所述基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，得到一组相位差数据；时钟同步单元，用于从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两个不同的基准模块分别对应的相位差数据，使所述时钟同步装置中的每个同步模块与所述校准模块的时钟同步。本专利技术提供的时钟同步方法及装置，对于时钟同步装置中的所有同步模块或时钟同步装置中的所有同步模块及添加的一同步模块，使每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；在进行时钟同步时，从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为基准模块；以每个基准模块为基准分别进行以下控制操作，即，控制基准模块输出一个同步信号，并使该同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，根据该同步信号到达每个同步模块的时刻，确定基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，最终，两个基准模块分别对应得到一组相位差数据；最后，从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两组相位差数据，使时钟同步装置中的每个同步模块与校准模块的时钟同步。可见，本专利技术仅通过各个同步模块的本地时钟运行情况及同步信号达到各个模块的时刻，对时钟同步装置进行校准以实现时钟同步，由于不需要额外的时钟源模块，能够降低时钟同步装置的设计成本及结构复杂度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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为现有技术提供的时钟同步装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的模块连接方式示意图之一；图3为本专利技术实施例提供的模块连接方式示意图之二；图4为本专利技术实施例提供的时钟同步方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的同步信号流向示意图；图6为本专利技术实施例提供的本地时钟时间间隔示意图；图7为本专利技术实施例提供的模块分组示意图之一；图8为本专利技术实施例提供的模块分组示意图之二；图9为本专利技术实施例提供的相位差关系示意图；图10为本专利技术实施例提供的时钟延时校准示意图；图11为本专利技术实施例提供的时钟同步的控制装置示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的时钟同步方法，该方法应用于一种时钟同步装置，所述时钟同步装置包括两两相邻的N个同步模块，每个同步模块中设置有一个频率相同的本地时钟，但同步模块之间可能是相互不同步的本地时钟。具体地，所述时钟同步装置可以是PET系统中由若干个探测器模块组成的探测器圆环，所述探测器模块包括若干数量的晶体、光电传感器和信号处理电路，其中，所述探测器模块即为所述同步模块。此外，所述时钟同步装置还可以是其它需要进行时钟同步的装置，本专利技术实施例对此不做限制。在本实施例中，所述同步模块的个数N可以是奇数也可以是偶数，针对这两种情况，各个同步模块之间存在不同的连接方式，具体地：如图2所示的模块连接方式示意图之一，当N为奇数时，所述时钟同步装置的每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接。如图3所示的模块连接方式示意图之二，由于本专利技术适用于奇数个具有本地时钟的模块，因此，当N为偶数时，所述时钟同步装置的其中一组相邻同步模块之间可以放置一额外的同步模块，且每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接，比如，对于相邻的同步模块N-1和同步模块N-2(或者是其它两个相邻模块)，可以在这两个模块之间添加一个同步模块N+1，并使同步模块N+1分别与同步模块N-1和同步模块N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟同步方法，其特征在于，所述方法应用于一种时钟同步装置，所述时钟同步装置包括两两相邻的N个同步模块，每个同步模块中设置有一个频率相同的本地时钟；当N为奇数时，每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；所述方法包括：从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为两个基准模块；控制每个基准模块输出一个同步信号，并使所述同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，直到所述基准模块以外的其它同步模块均接收到所述同步信号为止；根据所述同步信号到达所述同步模块的时刻，确定所述基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，得到一组相位差数据；从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两个不同的基准模块分别对应的相位差数据，使所述时钟同步装置中的每个同步模块与所述校准模块的时钟同步。

【技术特征摘要】
1.一种时钟同步方法，其特征在于，所述方法应用于一种时钟同步装置，所述时钟同步装置包括两两相邻的N个同步模块，每个同步模块中设置有一个频率相同的本地时钟；当N为奇数时，每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接；所述方法包括：从所有同步模块中选取两个不同的同步模块作为两个基准模块；控制每个基准模块输出一个同步信号，并使所述同步信号同时沿顺时针方向和逆时针方向进行传输，直到所述基准模块以外的其它同步模块均接收到所述同步信号为止；根据所述同步信号到达所述同步模块的时刻，确定所述基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，得到一组相位差数据；从所有同步模块中选取一个校准模块，根据两个不同的基准模块分别对应的相位差数据，使所述时钟同步装置中的每个同步模块与所述校准模块的时钟同步。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当N为偶数时，所述时钟同步装置的其中一组相邻同步模块之间放置一额外的同步模块，且每相邻两个同步模块通过等长传输线进行连接。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述同步信号到达所述同步模块的时刻，确定所述基准模块两侧对应位置的每两个同步模块之间的本地时钟相位差，包括：所述基准模块两侧对应位置的两个同步模块在接收到所述同步信号后，分别测量当前时钟周期的边沿信号与所述同步信号之间的时间间隔；根据所述时间间隔，确定所述对应位置的两个同步模块之间的本地时钟相位差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量本地时钟边沿信号与所述同步信号之间的时间间隔，包括：利用时间数字转换器TDC或现场可编程门阵列FPGA延迟链，测量当前时钟周期的边沿信号与所述同步信号之间的时间间隔。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据两个不同的基准模块分别对应的相位差数据，使所述时钟同步装置中的每个同步模块与所述校准模块的时钟同步，包括：对于所述时钟同步装置中的每个同步模块，从得到的两组相位差数据中，查询使所述同步模块与所述校准模块联系起来的至少一个相位差数据；根据所述至少一个相位差数据校准所述同步模块，使所述同步模块与所述校...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔改，杨龙，张军，宁鹏，张振国，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31