一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统及方法技术方案

一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统及方法，涉及时钟同步领域，发送端通过第一采样模块设置每秒对本地TOD采样次数，组帧模块将采样的TOD信息组成TOD帧，经校验模块生成校验字段，编码发送模块编码后串行传给接收端；接收端锁相环倍频模块从TOD串行数据流恢复时钟后第二采样模块利用恢复时钟，或直接由本地时钟对串行TOD采样，帧同步模块完成帧同步后，进行解码、解帧、帧校验；当TOD帧校验正确且无丢失时，TOD维护模块用正确TOD更新本地TOD；当TOD帧丢失或校验错误时，用最近一次正确接收的TOD自加ΔX完成同步。本发明专利技术通过单根总线传送1PPS+TOD信息，节约背板总线资源，提高通信稳定性。

1PPS+TOD information single bus transmission synchronization system and method

A 1PPS+TOD single bus transfer information synchronization system and method, relates to the clock synchronization field, the sender through the first sampling module to set the number of samples per second to the local TOD group, the sampling frame module TOD information TOD frame, the check module generates a check field encoding sending module after serial transfer encoding to the receiving terminal; the receiving end lock ring doubling module from the TOD serial data stream clock recovery after second clock recovery using sampling module, or directly by the local clock of the serial TOD sampling module, frame synchronization, frame synchronization, decoding and decoding frame, frame check; when the TOD frame check is correct and no loss, TOD updates the local TOD right TOD module maintenance; when the TOD frame is lost or checksum error, with the last correctly received TOD plus a X complete synchronization. The invention transmits 1PPS+TOD information through a single bus, saves the backplane bus resources and improves the communication stability.

【技术实现步骤摘要】
一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统及方法
本专利技术涉及时钟同步领域，具体来讲涉及一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统及方法。
技术介绍
随着通信技术不断发展及技术指标的不断提高，时间同步(含频率同步和相位同步)功能成为网络通信设备必须支持的基本功能。1588时间同步是一种高精度的时间同步协议，其实现过程是将源节点的提供的时钟源的1PPS(秒脉冲)和TOD(日时间)以报文交互的形式传递到各个从节点，实现从节点与源节点的时间同步。而在各网元节点内部，业务板卡和主控板卡之间的实时时间同样需要同步。1588同步核心单元位于主控板卡上，主控板卡需要将本地实时时间传送到业务盘卡，以便业务板卡准确更新1588时戳。主控板卡和业务板卡之间通过背板总线实现通信。按照常规方案，要在背板上传送1PPS+TOD信息，需要时钟、PPS端口和串行TOD端口，至少占用3根背板总线。在核心网络通信设备中，背板总线用来实现各单板之间的信号互连，是构成设备的重要元素。随着设备容量越来越大、单板密度越来越高，背板总线速率、带宽和集成度不断提高，但是背板总线资源有限，占用背板总线根数越多，通信的稳定性越差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统，包括发送端和接收端，其特征在于，发送端和接收端通过一根背板总线相连；所述发送端包括：第一采样模块，用于设置对本地TOD信息的采样次数并采样；存储模块，用于存储采样得到的TOD信息；组帧模块，用于将存储模块中TOD信息封装成待发送的TOD帧；TOD帧包括帧头、帧序号、类型、长度、TOD数据净荷、校验字段和用于填充两个TOD帧间隙的空符号；校验模块，用于计算待发送TOD帧的校验字段；编码发送模块，用于对待发送TOD帧编码，编码后的TOD帧携带发送端的时钟上升沿信息，还用于将编码后的TOD帧发送至接收端；所述接收端包括：锁相环倍频模块，用于从接收到的TOD...

【技术特征摘要】
1.一种1PPS+TOD信息单总线传送同步系统，包括发送端和接收端，其特征在于，发送端和接收端通过一根背板总线相连；所述发送端包括：第一采样模块，用于设置对本地TOD信息的采样次数并采样；存储模块，用于存储采样得到的TOD信息；组帧模块，用于将存储模块中TOD信息封装成待发送的TOD帧；TOD帧包括帧头、帧序号、类型、长度、TOD数据净荷、校验字段和用于填充两个TOD帧间隙的空符号；校验模块，用于计算待发送TOD帧的校验字段；编码发送模块，用于对待发送TOD帧编码，编码后的TOD帧携带发送端的时钟上升沿信息，还用于将编码后的TOD帧发送至接收端；所述接收端包括：锁相环倍频模块，用于从接收到的TOD帧编码数据流中恢复出时钟信息；第二采样模块，用于在恢复出的时钟域内，找到TOD编码比特流的码元的中间时刻并采样；帧同步模块，用于寻找帧头特定码型完成帧同步，并将是否有帧丢失信息传送给TOD维护模块；解码模块，用于对接收的TOD串行比特信息解码成TOD帧；解帧模块，用于将解码后的TOD帧分解为各个字段，传送给校验模块；校验模块，用于通过校验和的方式校验TOD帧，并将校验结果传送给TOD维护模块；TOD维护模块，用于TOD帧未丢失且校验正确时，利用当前接收TOD更新接收端本地TOD，在每个时钟周期，本地TOD自加一个TOD维护时钟周期ΔX完成接收端TOD实时与发送端TOD同步；或者用于在TOD帧丢失或TOD校验错误时，利用最近一次正确接收的TOD帧自加一个TOD维护时钟周期ΔX完成实时TOD同步。2.如权利要求1所述的1PPS+TOD信息单总线传送同步系统，其特征在于：所述第一采样模块以125M的时钟按照1秒10000次的频率采样本地TOD信息，第二采样模块与第一采样模块采样周期相同。3.如权利要求2所述的1PPS+TOD信息单总线传送同步系统，其特征在于：所述编码发送模块采用待发送TOD帧的比特信息流调制发送时钟的下降沿相位，上升沿相位保持不变，调制后的串行TOD信息是25Mbits/s的编码码片的速率，调制后承载的有效信息速率为6.25Mbits/s。4.如权利要求1所述的1PPS+TOD信息单总线传送同步系统，其特征在于：所述发送端本地TOD信息为125M时钟域，包含80比特信息，48比特秒值，32比特纳秒值，TOD纳秒值为0时是PPS脉冲的位置；所述接收端从锁相环倍频恢复出的时钟为125M，该时钟同时用作接收TOD的采样时钟和TOD维护时钟，即一个TOD维护时钟周期ΔX等于TOD采样接收时钟周期，均为8ns。5.一种基于权利要求1系统的1PPS+TOD信息单总线传送同步方法，其特征在于，包括：发送端通过第一采样模块设置每秒对本地TOD信息的采样次数，并采样存储到存储模块中，组帧模块使用校验模块计算的校验字段、对每次采集的TOD信息进行一次组帧，再由编码发送模块对待发送TOD帧进行串行编码后传送给接收端；接收端的锁相环倍频模块从收到的TOD编码数据流中恢复出时钟信息，通过第二采样模块找到码元的中间时刻并采样，帧同步模块通过寻找帧头信息进行帧同步，判断是否有帧丢失；然后将找到帧头信息的TOD帧通过解码和解帧得到各个字段，以校验和的方式对TOD帧中校验字段进行校验；当TOD帧校验正确且无丢失时，TOD维护模块利用正确的TOD更新本地TOD，在每个时钟周期自加一个TOD维护时钟周期ΔX完成TOD实时与发送端TOD同步；对于TOD帧丢失或校验错误时，TOD维护模块利用最近一次正确接收的TOD帧自加一个TOD维护时钟周期ΔX完成实时TOD同步。6.如权利要求5所述的1PPS+TOD信息单总线传送同步方法，其特征在于：帧同步模块以滑动移位寄存器的方式寻找帧头的特定码型完成帧同步，通过监测两个TOD帧帧头的时间间隔与发送端两个TOD帧之间的采样发送时间间隔是否相等判断是否有帧丢失。7.如权利要求5所述基于相位调制的1PPS+TOD信息单总线传送方法，其特征在于：所述编码TOD帧的编码方案为，用码元1000表示信息比特1，用码元1110表示信息比特0，用码元1100表示填充两帧间隙的空闲信息；帧头的特定码型为01110110。8.如权利要求5所述的1PPS+TOD信息单总线传送同步方法，其特征在于：发送端TOD采样的本地时钟域为125M，组帧后的TOD帧采用25Mbits/s编码码片的速率，即实际以6.25Mbits/s的有效信息数据流传送给接收端；接收端锁相环倍频恢复的时钟域为125M，该时钟同时用作接收TOD的采样时钟和TOD维护时钟，即一个TOD维护时钟周期ΔX等于TOD采样接收时钟周期，均为8ns。9.如权利要求5所述基于相位调制的1PPS+TOD信息单总线传送方法，其特征在于，所述TOD维护模块进行秒部分更新包括步骤：B101.判断是否TOD帧头到达、TOD帧无丢失且校验正确，若是，进入B102；若否，进入B105；B102.判断接收纳秒是否大于等于109-ΔT，其中ΔT为两个TOD发送帧之间的时间间隔，若是，进入B103；若否，进入B104；B103.本地秒＝接收秒+1，结束；B104.本地秒＝接收秒，结束；B105.判断本地纳秒部分是否大于等于109-ΔX，若是，进入B106；若否，进入B107；B106.本地秒＝本地秒+1，结束；B107.本地秒＝本地秒，结束。10.如权利要求5所述基于相位调制的1PPS+TOD信息单总线传送方法，其特征在于，所述TOD维护模块进行纳秒部分更新包括步骤：A101.判断是否TOD...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正辉，刘福，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42