一种以太网频偏在线测量方法技术

一种以太网频偏在线测量方法。本发明专利技术直接测量以太网线路恢复时钟与参考时钟间的频偏。核心功能采用FPGA实现。测量控制器控制一个异步FIFO，在待测时钟下进行写操作，在参考时钟下进行读操作。周期计数器实时计算这个FIFO读水位由初始值上升或下降到判决值所用的参考时钟周期数。判决深度计算器根据周期数，动态计算判决深度，使得在±100ppm内保持基本相同的精度。微处理器通过SPI接口读取FPGA的频偏指示、判决深度和周期数的值，计算得到待测时钟的频偏，可判断是否满足IEEE802.3定义的±100ppm，对异常情况进行告警和统计。本发明专利技术可以嵌入到以太网测试仪器中，实时测量以太网频偏。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种以太网频偏在线测量方法，其特征在于，该方法依据的硬件部分包括微处理器和FPGA，FPGA包括异步FIFO、周期计数器、测量控制器、水位输出、频偏指示和判决深度计算器；异步FIFO的写时钟信号由待测时钟输入，读时钟信号由参考时钟输入，复位信号、写使能信号、读使能信号由测量控制器输入；周期计数器的时钟信号由参考时钟输入，周期计数器的清零和使能信号由测量控制器输入，周期数信号输出到测量控制器和判决深度计算器；判决深度计算器输出判决深度值到水位输出模块；水位输出模块输出正偏判决值和负偏判决值到测量控制器；本专利技术方法包括以下步骤：第1、以太网线路恢复时钟作为待测时钟，直接输入FPGA后，作为异步FIFO的写时钟；在未启动频偏测量时，测量控制器一直处于空闲状态；当测量控制器处于空闲状态时，测量控制器复位异步FIFO和周期计数器；当启动频偏测量后，测量控制器由空闲状态跳转到初始化状态；第2、测量控制器处于初始化状态时，开启异步FIFO的写使能；异步FIFO在待测时钟下进行写操作，异步FIFO的读水位开始上升；当异步FIFO的读水位等于水位初始值时，测量控制器由初始化状态跳转到测量状态；第3、当测量控制器处于测量状态时，开启周期计数器的使能，对参考时钟进行计数；同时开启异步FIFO的读写使能，异步FIFO在待测时钟下进行写操作，在参考时钟下进行读操作；如果待测时钟与参考时钟间存在着频率差，那么异步FIFO的读水位就会发生单向变化；当异步FIFO的读水位上升到正偏判决值或下降到负偏判决值，或者周期计数器输出的周期数大于要求的精度时，本轮测量完成，测量控制器由测量状态跳转到空闲状态，并锁定周期计数器输出的周期数；第4、如果异步FIFO的读水位上升到正偏判决值，频偏指示值为“正”；或者异步FIFO的读水位下降到负偏判决值，频偏指示值为“负”；否则，频偏指示值为“零”；第5、如果周期数二进制值的有效比特数目过少，会导致测量精度降低，此时判决深度计算器对判决深度值进行二进制左移；如果周期数有效比特数过多，会导致测量时间过长，此时对判决深度值进行二进制右移；这样既可以保证测量满足精度要求，又可以减少不必要的测量时间；第6、水位输出模块根据判决深度值计算水位正偏判决值和负偏判决值，其中，水位正偏判决值=水位初始值+判决深度值，负偏判决值=水位初始值‑判决深度值；第7、微处理器通过SPI接口读取FPGA的周期数、判决深度值和频偏指示值，进行频偏PPM计算：第7.1、频偏指示值为“零”，待测时钟与参考时钟间的频偏等于0，单位ppm；第7.2、频偏指示值为“正”，待测时钟与参考时钟间的频偏等于；第7.3、频偏指示值为“负”，待测时钟与参考时钟间的频偏等于。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文健，
申请(专利权)人：天津市德力电子仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12