一种确定系统间全局时钟的结构技术方案

一种确定系统间全局时钟的结构，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，每个系统确定自己本地时钟与基准时钟源零点偏差Tc(n)，并将Tc(n)作为校正参数让自己的系统时钟进行校正，从而使得所有系统中的本地时钟都有完全一致的时钟基准。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种确定系统间全局时钟的结构，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，每个系统确定自己本地时钟与基准时钟源零点偏差Tc(n)，并将Tc(n)作为校正参数让自己的系统时钟进行校正，从而使得所有系统中的本地时钟都有完全一致的时钟基准。【专利说明】一种确定系统间全局时钟的结构
本技术属于时间测试测量
，涉及一种基准时间确定结构，尤其是全局时间的确定结构。
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结构。 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和结构来获取各自时钟的计时基准再进一步进行校准，这种形式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，但是这种同步结构或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级别，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IJ，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
本技术的目的在于提供一种确定系统间全局时钟的结构，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，同时利用各个时钟相位差值对各系统进行校准，从而达到各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，本技术的解决方案是: 一种确定系统间全局时钟的结构，包括通路连接的至少两个系统，还包括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，所述基准时钟源的信号记录单元(即与所述基准时钟源相配合的信号记录单元)与所述基准时钟源通路连接、所述每一个系统均经由所述基准时钟源的信号记录单元和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。 所述基准时钟源的信号记录单元与所述系统之间为双向通信连接。 所述基准时钟源的信号记录单元与所述基准时钟源之间、所述基准时钟源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。 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本地信号记录单 J L.ο 优选的，所述本地信号记录单元与所述本地时钟双向通信有线连接。 优选的，以其中一系统内的本地时钟作为基准时钟源。 所述信号记录单元的最小时间测量刻度小于所述基准时钟源或本地时钟的时钟周期的1/2。 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。 所述时间转换器为TDC (时间数字转换器)或者TAC (时间模拟转换器)，所述TDC或者TAC的时间精度在lOOps以内。 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，所述基准时钟源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。 优选的，所述基准时钟源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与所述基准时钟源的信号记录单元之间通信连接以形成星状网络结构。 由于采用上述方案，本技术的有益效果是: 1、本技术所公开的一种确定系统间全局时钟的结构，在独立工作时，各系统可依赖自己的时钟进行工作，在多个系统需要全局统一时间基准时，基准时钟源首先发出标定信号，同时，基准时钟源的信号记录单元开始计时Td(o)，各个系统由于其离基准时钟源的距离不一致，会先后依次接受到标定信号，各系统收到标定信号后，各个系统内部的信号记录单元记录该标定信号的到达时间Ta(η)，同时各系统立即发送一返回信号(应答回复或者直接电路连接返回标定信号)给基准时钟源的信号记录单元并记录返回信号的发出时间Tb(η)，同样由于距离不同，信号记录单元会先后依次接收到来自各个系统的返回信号，依次记录时间Td(n)，系统与基准时钟源的时间延时为:Delay(n) = (Td(n)_Td (0))/2或Delay (η) = (Td(n)_Td(0)-An)/2，Λη的数值根据应用场合不同采用前述步骤确定；同时可以计算系统与基准时钟源的连线长度为L(n) = Delay (n)C电信号的传播速度，接近光速，当需要所有系统有完全统一的时间基准时，基准系统将获取对应的Delay (η)的数据发送各系统，每个系统计算自己本地时钟与基准时钟源零点偏差:Te(n)=((Ta (n) -Delay (n) _Td (0))或 Tc (η) = (Delay (n) +Tb (n) _Td (η))，并将 Tc (η)作为校正参数让自己的系统时钟进行校正。(1)如果Τ。(η) >0，说明本系统时钟零点早于基准时钟源，则在本系统计时系统中减去该值。(2)如果?；(η)〈0，说明本系统时钟零点晚于基准时钟源，则在本系统计时系统中加上该值。 2、通过高精度信号记录单元的加入，使得时间的同步精度提高。在基准时钟源处设置高精度的信号记录单元，同时系统内本地时钟也分别设有与其配合的信号记录单元，信号记录单元的最小时间测量刻度小于基准时钟源的时钟周期的1/2，可为时间数字转换器(TDC)或者时间模拟转换器(TAC)，由该时间数字转换器(TDC)或者时间模拟转换器(TAC)配合基准时钟源以及各系统内本地时钟来确定每个系统自己本地时钟与基准时钟源零点偏差，可精确确定各系统与基准时钟源之间的时间绝对偏移以形成全局时钟。 3、通过系统之间的时间测量和通信完成各个系统时间系统的归一化校正，免去了专用可靠时钟线的复杂设计。 4、增加系统的扩展性，当系统之间设置为线状网络结构时，可以任意在系统中增加系统，新增的系统只需要完成一次测量就可以保证自己与系统达到一致的时间基准。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术所示的一种确定系统间全局时钟的结构的工作流程图； 图2为系统内时钟源与时钟记录单元的连接关系示意图； 图3为一种确定系统间全局时钟的结构第一实施例的结构示意图； 图4为一种确定系统间全局时钟的结构第二实施例的结构示意图； 图5为一种确定系统间全局时钟的结构第三实施例的结构不意图。 【本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定系统间全局时钟的结构，包括通路连接的至少两个系统，其特征在于：还包括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，所述基准时钟源的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基准时钟源的信号记录单元和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。

【技术特征摘要】

【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：新型
国别省市：湖北;42