一种系统间全局时钟的确定方法和结构技术方案

一种系统间全局时钟的确定方法和结构，在系统间需要统一时间基准时，基准时钟源发出标定信号，记录发出时间Td(0)，各系统收到标定信号后，记录到达时间Ta(n)，同时各发出返回信号给基准时钟源的信号记录单元并记录发出时间Tb(n)，同样由于距离不同，信号记录单元依次记录返回信号的到达时间Td(n)，则确定系统与基准时钟源的时间延时Delay(n)，当需要所有系统有完全统一的时间基准时，将获取对应的Delay(n)的发送至各系统，每个系统确定各种本地时钟与基准时钟源零点偏差Tc(n)，将Tc(n)作为校正参数对自己的系统时钟进行校正，从而使得所有系统的本地时钟都有完全一致的时钟基准。

【技术实现步骤摘要】
一种系统间全局时钟的确定方法和结构
本专利技术属于时间测试测量
，涉及一种基准时间确定方法，尤其是全局时间的确定方法。
技术介绍
全局时钟可应用在多个领域中，独立系统之间只有实现全局时钟的同步，让各个独立系统的时钟达到一致的时钟基准时，才能完成阵列的协同工作，保证系统间具有一致的测量条件，故有必要提供一种系统间全局时钟的确定方法。 现有的系统间全局时钟确定往往采用通过多个系统之间的时间戳通信的方法来获取各自时钟的计时基准再进一步进行校准，这种方法在通信领域中被广泛采用，虽然其能够实现系统间的时间同步，但是这种同步方法仅局限在利用现成通信协议(能将时间基准打包成时间戳)达到精度不高的全局时钟同步，如ms或者亚ms或者us或者亚us级另O，这种方法的精度最终依赖于时钟的速度即翻转频率，不会达到比时钟周期更短的同步精度。在诸如核探测领域、在飞行时间应用领域，多个独立系统之间往往需要完全一致的时间基准来满足精准的时间测量，完全同步的全局时间要求精度非常高，要求达到ns至ps级另O，往往小于系统时钟的时钟周期，全局时钟的布局需要考虑系统间的各自时钟由于上电顺序不同带来的细微差异，所以传统的方法则无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种系统间全局时钟确定方法和结构，在多个系统需要全局统一时间基准时，通过简单网络将各个系统连接，然后通过系统之间的通信以及信号记录单元来确定各个系统的时钟相位差值，然后利用各个时钟相位差值对各系统进行校准，从而达到所有系统中的所有时钟都有完全一致的时钟基准。 为达到上述目的，本专利技术的解决方案是: 一种系统间全局时钟的确定方法，所述系统之间通路连接，包括以下步骤: (I)确定一时钟源作为基准时钟源，所述基准时钟源覆盖所述的全部系统； (2)所述基准时钟源产生标定信号，所述标定信号被分发至各系统处，记录所述标定信号的发出时间Td(O)； (3)所述标定信号到达所述各系统后，所述系统依据各自本地时钟记录所述标定信号到达时间Ta(η)，同时所述各系统处分别产生一返回信号并依据各自本地时钟记录所述返回信号的发出时间Tb(η)，接收所述返回信号并所述记录所述返回信号到达所述基准时钟源的到达时间Td(n)，以确定所述各系统至所述基准时间源之间的绝对偏移Delay (η)； (4)根据所述绝对偏移Delay (η)、所述标定信号到达时间Ta (η)或所述返回信号的发出时间Tb(n)来分别确定各自本地时钟与基准时钟源之间的零点偏差TJn)=，将Tc(η)作为校正参数对各自系统的本地时钟进行校正以形成全局时钟。 其中，Tc(η)= (Ta(n)-Delay (n)-Td(O))或 Tc(η) = (Delay (η) +Tb(η)-Td(η)), ? 优选的，所述标定信号发出时间Td(O)以及所述返回信号到达时间Td(η)的接收与记录由一与基准时钟源相配合的信号记录单元完成； 优选的，所述步骤(2)中，由所述与基准时钟源相配合的信号记录单元将所述标定信号分发至各系统处。 优选的，所述基准时钟源以及与所述基准时钟源相配合的信号记录单元属于其中一系统; 优选的，所述步骤(I)中，所述基准时钟源为一时钟控制器或包括一时钟控制器以及接受时钟控制器控制的时钟发生器。 优选的，所述标定信号为所述时钟控制器直接发出的一个电脉冲形成或者所述时钟发生器接受所述时钟控制器驱动发出的一段时钟信号。 优选的，所述步骤(3)中，所述到达时间Ta(η)以及发出时间Tb(η)经由各系统内本地时钟以及与所述本地时钟相配合的本地信号记录单元确定。 进一步的，所述到达时间Ta(η)的确定包括以下步骤:当确定各系统开始工作时，本地信号记录单元依据各自本地时钟记录各系统开始工作的时间零点ta(l(η)，当判断标定信号到达时，本地的信号记录单元依据各自本地时钟记录标定信号的达到时间tal (η)，则所述到达时间Ta(n) =tal(n)-ta0(n);当判断返回信号发出时，本地的信号记录单元依据各自本地时钟记录返回信号发出时间tbl (η)，则所述的发出时间Tb (n) = tbl(n)-ta0(n)o 优选的，所述步骤(3)中，所述返回信号为所述各系统分别发出的应答信号或所述标定信号分别返回。 优选的，⑴若为所述应答信号返回，则各系统的绝对偏移Delay(n)=(Td(n)-Td(O)-Λη)/2，其中Δη为各系统应答反应时间； (II)若为所述标定信号返回，则各系统的绝对偏移Delay(n) = (Td(n)-Td(O))/2,返回信号的发出时间Tb(n) = Ta(η)。 优选的，所述步骤⑴中，所述Λη为系统预设值；或所述Λη由各系统内的信号记录单元确定，则所述Δη = Ta(n)-Tb(η)。 与所述基准时钟源相配合的信号记录单元的最小时间测量刻度小于所述基准时钟源的时钟周期的1/2 ； 所述本地的信号记录单元最小时间测量刻度小于本地时钟时钟周期的1/2 ； 优选的，所述信号记录单元的最小时间测量刻度在Ins以内。 进一步的,所述信号记录单元的最小时间测量刻度在10ps以内。 本专利技术还公开了一种确定系统间全局时钟的结构，包括通路连接的系统、一基准时钟源以及与所述基准时钟源相配合的信号记录单元，所述信号记录单元与所述基准时钟源通路连接、所述每一个系统均经由所述信号记录单元与所述基准时钟源通信以确定各系统各种本地时钟与所述基准时钟源之间的零点偏差。 所述与基准时钟源相配合的信号记录单元与所述系统之间为双向通信连接。 优选的，所述与基准时钟源相配合的信号记录单元与所述基准时钟源之间、所述与基准时钟源相配合的信号记录单元与所述系统之间、所述系统之间为有线连接。 优选的，所述各系统分别设有本地时钟以及与所述本地时钟通路连接的信号记录单元；优选的，以其中一系统内的本地时钟作为基准时钟源。 所述系统之间依次通信连接以形成线状网络结构，且至少设置一条线状网络结构，所述与基准时钟源相配合的信号记录单元与所述每个线状网络结构中的一系统之间通信连接。 所述与基准时钟源相配合的信号记录单元和所述每一个线状网络结构中位于端点处的一系统之间通信连接。 优选的，所述系统之间为双向通信连接。 优选的，设置一条所述线状网络。 所述各系统分别直接和所述与基准时钟源相配合的信号记录单元之间通信连接以形成星状网络结构。 与所述基准时钟源相配合的信号记录单元的最小时间测量刻度小于所述基准时钟源的时钟周期的1/2 ； 所述本地的信号记录单元最小时间测量刻度小于所述本地时钟时钟周期的1/2 ； 优选的，所述信号记录单元包括一控制器以及与所述控制器通信连接以接受所述控制器驱动的时间转换器，所述时间转换器的时间精度在Ins以内。 优选的，所述时间转换器为TDC或者TAC，所述TDC或者TAC的时间精度在10ps以内。 所述基准时钟源为一时钟控制器或包括一时钟控制器以及接受时钟控制器控制的时钟发生器。 由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是: 1、本专利技术所公开的一种系统间全局时钟的确定方法和结构，在独立工作时，各系统可依赖自己的时钟进行工作，在多个系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统间全局时钟的确定方法，所述系统之间通路连接，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定一时钟源作为基准时钟源，所述基准时钟源覆盖所述的全部系统；(2)所述基准时钟源产生标定信号，所述标定信号被分发至各系统处，记录所述标定信号的发出时间Td(0)；(3)所述标定信号到达所述各系统后，所述系统依据各自本地时钟记录所述标定信号到达时间Ta(n)，同时所述各系统处分别产生一返回信号并依据各自本地时钟记录所述返回信号的发出时间Tb(n)，接收所述返回信号并所述记录所述返回信号到达所述基准时钟源的到达时间Td(n)，以确定所述各系统至所述基准时间源之间的绝对偏移Delay(n)；(4)根据所述绝对偏移Delay(n)、所述标定信号到达时间Ta(n)或所述返回信号的发出时间Tb(n)确定各自本地时钟与基准时钟源之间的零点偏差Tc(n)，将Tc(n)作为校正参数对各自系统的本地时钟进行校正以形成全局时钟。

【技术特征摘要】
1.一种系统间全局时钟的确定方法，所述系统之间通路连接，其特征在于:包括以下步骤: (1)确定一时钟源作为基准时钟源，所述基准时钟源覆盖所述的全部系统； (2)所述基准时钟源产生标定信号，所述标定信号被分发至各系统处，记录所述标定信号的发出时间Td(O)； (3)所述标定信号到达所述各系统后，所述系统依据各自本地时钟记录所述标定信号到达时间Ta(η)，同时所述各系统处分别产生一返回信号并依据各自本地时钟记录所述返回信号的发出时间Tb(η)，接收所述返回信号并所述记录所述返回信号到达所述基准时钟源的到达时间Td (η)，以确定所述各系统至所述基准时间源之间的绝对偏移Delay (η)； (4)根据所述绝对偏移Delay(η)、所述标定信号到达时间Ta (η)或所述返回信号的发出时间Tb(η)确定各自本地时钟与基准时钟源之间的零点偏差TJn)，将TJn)作为校正参数对各自系统的本地时钟进行校正以形成全局时钟。2.根据权利要求1所述系统间全局时钟的确定方法，其特征在于:所述标定信号发出时间Td(O)以及所述返回信号到达时间Td(n)的接收与记录由一与基准时钟源相配合的信号记录单元完成； 优选的，所述步骤(2)中，由所述与基准时钟源相配合的信号记录单元将所述标定信号分发至各系统处； 优选的，所述基准时钟源以及与所述基准时钟源相配合的信号记录单元属于其中一系统； 优选的，所述步骤(I)中，所述基准时钟源为一时钟控制器或包括一时钟控制器以及接受时钟控制器控制的时钟发生器； 优选的，所述标定信号为所述时钟控制器直接发出的一个电脉冲形成或者所述时钟发生器接受所述时钟控制器驱动发出的一段时钟信号； 优选的，所述步骤(3)中，所述标定信号的到达时间Ta(η)以及所述返回信号的发出时间Tb(η)经由各系统内本地时钟以及与所述本地时钟相配合的本地信号记录单元确定； 优选的，当确定各系统开始工作时，本地信号记录单元依据各自本地时钟记录各系统开始工作的时间零点taCI(n)，当判断标定信号到达时，本地的信号记录单元依据各自本地时钟记录标定信号的达到时间tal (η)，则所述到达时间Ta (n) = tal(n)-ta0(n);当判断返回信号发出时，本地的信号记录单元依据各自本地时钟记录返回信号发出时间tbl (η)，则所述的发出时间 Tb (n) = tbl (n) -ta0 (η)； 优选的，所述步骤(3)中，所述返回信号为所述各系统分别发出的应答信号或所述标定信号分别返回，记录应答信号或所述标定信号到达时间Td(η)，确定所述各系统的绝对偏移 Delay (η): (I)若为所述应答信号返回，则Delay(n)= (Td (n)-Td (O) - Λ η)/2，其中Λη为各系统应答反应时间； (II)若为所述标定信号返回，则Delay(n)= (Td(n)-Td(O))/2 ； 优选的，所述步骤(I)中，所述An为系统预设值；或所述An由各系统内的信号记录单元确定，所述Δη = Tb(n)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，房磊，
申请(专利权)人：武汉科影技术科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42