基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法，基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统包括主时钟路由器和从时钟路由器，实现发送主时钟至每个从时钟路由器；进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果发送至主时钟路由器；根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并发送给从时钟路由器；对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，发送偏移完成信号给主时钟路由器；发送时钟同步完成信号给每个从时钟路由器。进而实现多个同频时钟高精度同步，减少数据采集系统的时间相位误差，提高系统的性能。

Clock synchronization system and method of high speed data acquisition system based on network on chip

【技术实现步骤摘要】
基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法
本专利技术涉及片上网络
，尤其涉及一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法。
技术介绍
基于片上网络的高速数据采集，是利用片上网络的全局异步局部同步以及多任务的并行通信的特点实现多片模数转换芯片ADC时间交替采集。为了减小交替采样产生的时间相位误差，提高采集系统的性能，每片ADC的采样时间间隔需严格相等，故需要对ADC的采样时钟做时钟同步，也即是对片上网络路由器的时钟做时钟同步。因此能实现多路时钟的高精度同步，减小时间相位误差，提高采集系统性能的问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法，实现芯片内多个同频时钟高精度同步，减小数据采集系统的时间相位误差，提高采集系统的性能。为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统，包括主时钟路由器和从时钟路由器，所述从时钟路由器的数量为多个，所述主时钟路由器与万兆以太网资源节点连接，每一所述从时钟路由器与每一模数转换芯片资源节点连接，多个所述从时钟路由器与所述主时钟路由器连接；其中，所述主时钟路由器，用于以多播的方式发送主时钟至每个所述从时钟路由器；所述从时钟路由器，用于在接收到主时钟后，进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果以点对点的方式发送至所述主时钟路由器；所述主时钟路由器，还用于根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并以点对点的方式发送给所述从时钟路由器；所述从时钟路由器，还用于接收到相位偏移值后，对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，以点对点的方式发送偏移完成信号给所述主时钟路由器；所述主时钟路由器，还用于接收到每个所述从时钟路由器的偏移完成信号之后，以多播的方式发送时钟同步完成信号给每个所述从时钟路由器。在一实施方式中，所述主时钟路由器包括第一时钟模块和相位偏移值计算模块，所述第一时钟模块和所述相位偏移值计算模块连接；其中，所述第一时钟模块，用于调用xilinxFPGA的时钟IP核，输出主时钟；所述相位偏移值计算模块，用于接收相位差值，根据相位差值和采样时间间隔计算出从时钟的相位偏移值，以及在接收到偏移完成信号后，发送同步完成信号给每个所述从时钟路由器。在一实施方式中，所述从时钟路由器包括第二时钟模块、相位测量模块和相位偏移模块，所述第二时钟模块、所述相位测量模块和所述相位偏移模块均连接，所述相位测量模块与所述第一时钟模块和所述相位偏移值计算模块均连接，所述相位偏移模块与所述相位偏移值计算模块连接；其中，所述第二时钟模块，用于调用xilinxFPGA的时钟IP核，输出脉冲信号；所述相位测量模块，用于接收主时钟和辅助时钟，测量主时钟和从时钟的相位差，并将相位差值发送至所述相位偏移值计算模块；所述相位偏移模块，用于接收脉冲信号，根据相位偏移值产生第一读选通信号和第二读选通信号发送至所述第二时钟模块，每产生一次所述第一读选通信号，相位偏移一次，当相位偏移值减至一时，发送偏移完成信号至所述相位偏移值计算模块。在一实施方式中，所述相位测量模块包括采样单元、放大单元和计算单元；其中，所述采样单元，用于对主时钟被测信号和从时钟被测信号进行采样，输出低频信号；所述放大单元，用于放大混频之后的主时钟被测信号和从时钟被测信号的相位差；所述计算单元，用于计算测量触发器的输出信号的相位差计算出原信号之间的相位差。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步方法，包括：以多播的方式发送主时钟至每个所述从时钟路由器；在接收到主时钟后，进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果以点对点的方式发送至所述主时钟路由器；根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并以点对点的方式发送给所述从时钟路由器；接收到相位偏移值后，对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，以点对点的方式发送偏移完成信号给所述主时钟路由器；接收到每个所述从时钟路由器的偏移完成信号之后，以多播的方式发送时钟同步完成信号给每个所述从时钟路由器。本专利技术的一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统及方法，通过所述主时钟路由器以多播的方式发送主时钟至每个所述从时钟路由器；所述从时钟路由器在接收到主时钟后，进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果以点对点的方式发送至所述主时钟路由器；所述主时钟路由器根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并以点对点的方式发送给所述从时钟路由器；所述从时钟路由器接收到相位偏移值后，对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，以点对点的方式发送偏移完成信号给所述主时钟路由器；所述主时钟路由器接收到每个所述从时钟路由器的偏移完成信号之后，以多播的方式发送时钟同步完成信号给每个所述从时钟路由器。实现多路时钟的高精度同步，减小时间相位误差，提高采集系统的性能。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，下面描述中的附图仅仅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是本专利技术基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统的结构示意图；图2是本专利技术相位测量模块的结构示意图；图3是3*3规模9个路由器的片上网络高速数据采集系统示意图；图4是3*3规模9个路由器设计主从时钟的传输示意图；图5是全数字双混频鉴相技术DDMTD示意图；图中：100-基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统、10-主时钟路由器、20-从时钟路由器、101-第一时钟模块、102-相位偏移值计算模块、201-第二时钟模块、202-相位测量模块、203-相位偏移模块、2021-采样单元、2022-放大单元、2023-计算单元。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统，其特征在于，/n包括主时钟路由器和从时钟路由器，所述从时钟路由器的数量为多个，所述主时钟路由器与万兆以太网资源节点连接，每一所述从时钟路由器与每一模数转换芯片资源节点连接，多个所述从时钟路由器与所述主时钟路由器连接；其中，/n所述主时钟路由器，用于以多播的方式发送主时钟至每个所述从时钟路由器；/n所述从时钟路由器，用于在接收到主时钟后，进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果以点对点的方式发送至所述主时钟路由器；/n所述主时钟路由器，还用于根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并以点对点的方式发送给所述从时钟路由器；/n所述从时钟路由器，还用于接收到相位偏移值后，对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，以点对点的方式发送偏移完成信号给所述主时钟路由器；/n所述主时钟路由器，还用于接收到每个所述从时钟路由器的偏移完成信号之后，以多播的方式发送时钟同步完成信号给每个所述从时钟路由器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统，其特征在于，
包括主时钟路由器和从时钟路由器，所述从时钟路由器的数量为多个，所述主时钟路由器与万兆以太网资源节点连接，每一所述从时钟路由器与每一模数转换芯片资源节点连接，多个所述从时钟路由器与所述主时钟路由器连接；其中，
所述主时钟路由器，用于以多播的方式发送主时钟至每个所述从时钟路由器；
所述从时钟路由器，用于在接收到主时钟后，进行主时钟和从时钟的相位差值测量，并将测量结果以点对点的方式发送至所述主时钟路由器；
所述主时钟路由器，还用于根据接收到的测量结果以及每个从时钟的不同采样时间间隔计算出每个从时钟的相位偏移值，并以点对点的方式发送给所述从时钟路由器；
所述从时钟路由器，还用于接收到相位偏移值后，对从时钟的相位进行偏移，直到相位偏移值减至一时，以点对点的方式发送偏移完成信号给所述主时钟路由器；
所述主时钟路由器，还用于接收到每个所述从时钟路由器的偏移完成信号之后，以多播的方式发送时钟同步完成信号给每个所述从时钟路由器。


2.如权利要求1所述的基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统，其特征在于，
所述主时钟路由器包括第一时钟模块和相位偏移值计算模块，所述第一时钟模块和所述相位偏移值计算模块连接；其中，
所述第一时钟模块，用于调用xilinxFPGA的时钟IP核，输出主时钟；
所述相位偏移值计算模块，用于接收相位差值，根据相位差值和采样时间间隔计算出从时钟的相位偏移值，以及在接收到偏移完成信号后，发送同步完成信号给每个所述从时钟路由器。


3.如权利要求2所述的基于片上网络的高速数据采集系统的时钟同步系统，其特征在于，
所述从时钟路由器包括第二时钟模块、相位测量模块和相位偏移模块，所述第二时钟模块、所述相位测量模块和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许川佩，廖加锋，张硕，范兴茂，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45