一种基于标准6U-VPX的多功能通用授时系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于标准6U

【技术实现步骤摘要】
一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统


[0001]本专利技术涉及卫星导航授时领域，尤其涉及一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统。

技术介绍

[0002]卫星导航授时具有精度高、覆盖范围广、全天时、全天候等诸多优点，广范应用于电力、金融、通信、军事等重要领域，在航空航天和军事通信等复杂环境下，对主从结合、多种授时方式结合、授时与守时结合的需求起来越多，而能灵活满足不同应用场合的多功能授时产品还缺乏对应设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统，包括前插板和后插板，所述前插板和后插板通过背板进行信号转换传输，所述前插板通过RS232和LAN与前面板进行信号传输；其特征在于：所述前插板包括嵌入式处理器和FPGA，所述FPGA通过铷钟提供时钟信号；所述嵌入式处理器与FPGA进行双向信号传输；所述后插板包括高精度卫星导航授时测向模块、通信模块、时钟隔离低噪放大器以及E1接口波形转换接口，所述高精度卫星导航授时测向模块通过背板输出1PPS和导航电文给前插板FPGA，北斗短报文模块通过背板与前插处理器进行交互，所述通信模块用于背板和后面板之间的双向信号传输。
[0005]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述前面板将信息通过RS232接口和LAN接口输入给嵌入式处理器，所述嵌入式处理器通过IPMB协议和SNMP协议以及短报文通信与背板双向通信；所述E1接口波形转换接口将后插板E1信号进行信号转换并传送给FPGA的PTP模块；所述北斗短报文模块接收北斗短报文信息并送到嵌入式处理器进行解析处理，且通过天线实现短报文信息发送。
[0006]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述通信模块包括两路RS422、网口以及光接口；所述一路RS422用来将1PPS+TDD信息从背板至后面板单向信号传输，另一路RS422用来进行B码于背板与后面板之间的双向传输；所述网口用来进行NTP/PTP报文于背板与后面板之间的双向传输；所述光接口将经由FPGA协议转换后的1PPS+TOD通过光纤授时。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述FPGA包括导航电文解析模块、B码调制解调模块、时间源选择模块、NTP模块、PTP模块以及时钟驯服守时模块，所述时钟驯服守时模块与铷钟1PPS频率双向通信，所述铷钟时钟信号频率为10MHZ；所述B码编码模块接收并解析外部输入的B码，将得到的1PPS+TOD送至时间源选择模块，并根据时钟驯服守时模块信息所生成的B码输出至后插板内的通信模块接口；所述NTP模块根据时钟驯服守时模块的1PPS+TOD生成NTP协议报文送至后插板的网口；所述PTP模块接收外部PTP主时钟报文并解析得
到1PPS+TOD信息，将其送至时间源选择模块，同时根据守时模块的1PPS+TOD信息生成PTP协议报文输出至后插板网口，所述时钟驯服守时模块输出的10MHZ信号。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述嵌入式处理器与FPGA之间采用EMI总线进行双向信号传输，所述IPMB协议利用嵌入式处理器的两路I2C总线模拟实现。
[0009]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述时间源选择模块可设置手动/自动时频输入源功能，所述自动设置按照BDS/GPS、B码、PTP以太网、PTPE1接口、内部频率源以及外部频率源的优先顺序。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述时钟驯服守时模块根据时间源选择模块的1PPS+TOD，对1PPS进行卡尔漫滤波后与高稳铷钟输出的1PPS进行鉴相，将得到的相位差结合PID控制对铷钟进行驯服。
[0011]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：采用FPGA处理器具有实时性强、控制精度高以及二次开发效率高的特点，插板的设计有利于系统布线和维修更换受损模块；RS422和I2C总线使传信号输效率高，铷钟为整个授时系统提供稳定的时钟信号。
附图说明
[0012]图1是本专利技术系统结构图。
具体实施方式
[0013]一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统，包括前插板和后插板，所述前插板和后插板通过背板进行信号转换传输，前插板通过RS232和LAN与前面板进行信号传输，前面板将信息通过RS232接口和LAN接口输入给嵌入式处理器，嵌入式处理器通过IPMB协议和SNMP协议以及短报文通信与背板双向通信，后插板的处理数据通过后面板输出；前插板包括嵌入式处理器和FPGA，FPGA通过铷钟提供时钟信号；嵌入式处理器与FPGA进行双向信号传输；后插板包括高精度卫星导航授时测向模块、通信模块、时钟隔离低噪放大器以及E1接口波形转换接口，E1接口波形转换接口将后插板E1信号进行信号转换并传送给FPGA的PTP模块，高精度卫星导航授时测向模块通过背板输出1PPS和导航电文给前插板FPGA，北斗短报文模块通过背板与前插处理器进行交互，北斗短报文模块接收北斗短报文信息并送到嵌入式处理器进行解析处理，且通过天线实现短报文信息发送，通信模块用于背板和后面板之间的双向信号传输，其中通信模块包括两路RS422、网口以及光接口；一路RS422用来将1PPS+TDD信息从背板至后面板单向信号传输，另一路RS422用来进行B码于背板与后面板之间的双向传输；网口用来进行NTP/PTP报文于背板与后面板之间的双向传输；光接口将经由FPGA协议转换后的1PPS+TOD通过光纤授时。
[0014]系统中FPGA包括导航电文解析模块、B码调制解调模块、时间源选择模块、NTP模块、PTP模块以及时钟驯服守时模块，时钟驯服守时模块与铷钟1PPS频率双向通信，铷钟时钟信号频率为10MHZ；B码编码模块接收并解析外部输入的B码，将得到的1PPS+TOD送至时间源选择模块，并根据时钟驯服守时模块信息所生成的B码输出至后插板内的通信模块接口；NTP模块根据时钟驯服守时模块的1PPS+TOD生成NTP协议报文送至后插板的网口；PTP模块接收外部PTP主时钟报文并解析得到1PPS+TOD信息，将其送至时间源选择模块，同时根据守
时模块的1PPS+TOD信息生成PTP协议报文输出至后插板网口，时钟驯服守时模块输出的10MHZ信号。时间源选择模块根据嵌入式处理器的参数设置程序手动或自动设置时频输入源，并将所选择的时间源1PPS+TOD信息送给时钟驯服守时模块。自动设置时按照时间源优先顺序从高到低自动选择，默认为BDS/GPS、B码、PTP以太网、PTPE1接口、内部频率源、外部频率源的顺序。
[0015]时钟驯服守时模块根据时间源选择模块的1PPS+TOD，对1PPS进行卡尔漫滤波后与高稳铷钟输出的1PPS进行鉴相，将得到的相位差结合PID控制对高稳铷钟进行驯服。若没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统，包括前插板和后插板，所述前插板和后插板通过背板进行信号转换传输，所述前插板通过RS232和LAN与前面板进行信号传输；其特征在于：所述前插板包括嵌入式处理器和FPGA，所述FPGA通过铷钟提供时钟信号；所述嵌入式处理器与FPGA进行双向信号传输；所述后插板包括高精度卫星导航授时测向模块、通信模块、时钟隔离低噪放大器以及E1接口波形转换接口，所述高精度卫星导航授时测向模块通过背板输出1PPS和导航电文给前插板FPGA，北斗短报文模块通过背板与前插处理器进行交互，所述通信模块用于背板和后面板之间的双向信号传输。2.根据权利要求1所述的一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统，其特征在于:所述前面板将信息通过RS232接口和LAN接口输入给嵌入式处理器，所述嵌入式处理器通过IPMB协议和SNMP协议以及短报文通信与背板双向通信；所述E1接口波形转换接口将后插板E1信号进行信号转换并传送给FPGA的PTP模块；所述北斗短报文模块接收北斗短报文信息并送到嵌入式处理器进行解析处理，且通过天线实现短报文信息发送。3.根据权利要求1所述的一种基于标准6U
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VPX的多功能通用授时系统，其特征在于:所述通信模块包括两路RS422、网口以及光接口；所述一路RS422用来将1PPS+TDD信息从背板至后面板单向信号传输，另一路RS422用来进行B码于背板与后面板之间的双向传输；所述网口用来进行NTP/PTP报文于背板与后面板之间的双向传输；所述光接口将经由FPGA协议转换后的1PPS+TOD通过光纤授时。4.根据权利要求1所述的一种基于标准6U

【专利技术属性】
技术研发人员：庞宗山，史剑锋，边立娴，徐子杰，何赛男，王利军，李佳乐，
申请(专利权)人：河北晶禾电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：