一种设备时钟无损切换方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种设备时钟无损切换方法和系统，属于导航、授时和通信技术领域，解决了现有技术中存在的硬切换的时钟频率和相位出现跳变，并引起高精度设备性能恶化；软切换的硬件结构复杂、成本高、精度差等问题。通过获得本地采样时钟和多路参考源时钟，并实时提取、汇总本地采样时钟与每一路参考源时钟之间的时差，得到实时补偿值；利用主用控制信息，调整本地采样时钟；当需要进行时钟切换时，基于实时补偿值，得到备用控制信息，调整本地采样时钟，以将主用参考源时钟无损切换至备用参考源时钟。该方法使用常规的电压产生电路即可完成时钟的无损切换，参考时钟切换过程中、切换后，设备输出的时钟频率和相位无损，不损伤设备性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种设备时钟无损切换方法和系统


[0001]本专利技术涉及导航、授时和通信
，尤其涉及一种设备时钟无损切换方法和系统。

技术介绍

[0002]时钟切换技术在导航、授时和通信等领域应用广泛。
[0003]设备时钟切换常用方法多为硬切换。硬切换通常同时输入不少于2路时钟，通过监控电路监控时钟状态，当主用时钟出现故障时，通过开关切换到备用时钟。对时钟有更高要求的系统，一般不仅仅要监控主、备时钟的有无，还需要对主备时钟的工作状态做一定的判断。但不管使用那种方式，最终切换时都是通过开关进行硬切换。硬切换后输出的时钟频率和相位都会和原来使用的时钟存在差异，从而导致切换前后时钟频率和相位存在跳变的情况。对高精度设备来说，硬切换将引起设备性能恶化，严重的将会导致设备不能正常工作。现有技术中也存在一些无损切换方法。在这些无损切换方法中，有的使用了价格昂贵的铷钟，通过选择后的时钟源与本地定时信号进行综合运算，这就使得时钟选择切换过程中时钟源会存在短期的不确定性；有的使用了多块控制卡，不同的板卡需要将时钟数据发送给对方，控制逻辑交互较多，同时使用了多个锁相环参与切换，并且在切换过程中输送至业务卡的时钟会出现抖动，使用锁相环的方案，切换参考时钟存在重新锁定的问题，锁定时间根据锁相环的参数而定，所以这个过程时钟会存在短暂的失锁。有的使用了鉴相器和锁相环，鉴相器主要对比两个时钟的相位，两个时钟差异比较大，就可能导致鉴相器不能真实反映相差。
[0004]综上，现有时钟切换技术中存在硬切换的时钟频率和相位出现跳变，并引起高精度设备性能恶化；软切换的硬件结构复杂、成本高、精度差等问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种设备时钟无损切换方法和系统，用以解决现有时钟切换技术中存在硬切换的时钟频率和相位出现跳变，并引起高精度设备性能恶化；软切换的硬件结构复杂、成本高、精度差等问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术实施例提供了一种设备时钟无损切换方法，包括如下步骤：
[0008]获得本地采样时钟和多路参考源时钟；
[0009]实时提取、汇总所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，并以任一路所述参考源时钟作为主用参考源时钟，得到主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的实时补偿值；
[0010]利用主用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到主用控制信息，并利用主用控制信息调整本地采样时钟；
[0011]当需要进行时钟切换时，将其它参考源时钟中的任一路作为备用参考源时钟，基
于所述实时补偿值，并利用备用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到备用控制信息，并利用备用控制信息调整本地采样时钟，以将主用参考源时钟切换至备用参考源时钟。
[0012]基于上述方法的进一步改进，获得本地采样时钟，包括：
[0013]利用本地可调时钟源，产生初始本地时钟，并将所述初始本地时钟输入到时钟生成模块；
[0014]通过调整时钟生成模块的频率，产生本地采样时钟。
[0015]基于上述方法的进一步改进，实时提取、汇总所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，包括：
[0016]将本地采样时钟和多路参考源时钟同时输入到时差提取模块；
[0017]利用时差提取模块，在相同时间段内，同时对本地采样时钟的时钟周期和各路参考源时钟的时钟周期进行计数，得到本地周期数和多路参考周期数；
[0018]将相同时间段内，各路参考周期数和本地周期数之间的差转换为时差；
[0019]汇总得到所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差。
[0020]基于上述方法的进一步改进，得到主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的实时补偿值，包括：
[0021]基于所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，获得主用参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，以及其它任一路参考源时钟和本地采样时钟之间的时差；
[0022]基于主用参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，以及其它任一路参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，将这两类时差做差，获得主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的时差，即实时补偿值。
[0023]基于上述方法的进一步改进，利用主用控制信息调整本地采样时钟，包括：
[0024]利用控制电压产生电路，对所述主用控制信息进行处理，得到主用控制电压；
[0025]利用主用控制电压，调整本地采样时钟，使得本地采样时钟与主用参考源时钟一致。
[0026]基于上述方法的进一步改进，当需要进行时钟切换时，将其它参考源时钟中的任一路作为备用参考源时钟，将主用参考源时钟切换至备用参考源时钟，包括：
[0027]当时差汇总选择模块收到切换指令时，由时差汇总选择模块根据切换指令要求切换到备用参考源时钟上；或者，
[0028]当时差提取模块监测到使用的参考源时钟不正常时，由时差汇总选择模块自动选择切换到备用参考源时钟上。
[0029]基于上述方法的进一步改进，基于所述实时补偿值，并利用备用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到备用控制信息，包括：
[0030]利用实时补偿值，对各路参考源时钟之间的时差进行校正；
[0031]校正后，利用的备用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到与主用控制信息一致的备用控制信息。
[0032]基于上述方法的进一步改进，利用备用控制信息调整本地采样时钟，包括：
[0033]利用控制电压产生电路，对所述备用控制信息进行处理，得到备用控制电压；
[0034]利用备用控制电压，调整本地采样时钟，使得本地采样时钟与主用参考源时钟一致。
[0035]基于上述方法的进一步改进，一种实现所述设备时钟无损切换方法的设备时钟无损切换系统，包括：
[0036]至少2路参考源时钟、与各路参考源时钟一一对应的至少2路时差提取模块、时差汇总选择模块、控制电压产生电路、本地可调时钟源和时钟生成模块；其中，
[0037]所述至少2路参考源时钟中的任一路作为主用参考源时钟，其余参考源时钟中的任一路作为备用参考源时钟；
[0038]利用所述主用参考源时钟调整本地采样时钟，以及，
[0039]当需要进行时钟切换时，将所述主用参考源时钟切换至所述备用参考源时钟。
[0040]基于上述方法的进一步改进，所述时差提取模块，用于计算对应参考源时钟与本地采样时钟之间的时差；还用于监测参考源时钟是否正常；还用于计算主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的实时补偿值；
[0041]所述时差汇总选择模块，用于汇总各路时差提取模块的数据，若当前主用参考源时钟不正常或当接收到切换指令时，切换到所述备用参考源时钟；还用于基于主用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，获得并输出主用控制信息；还用于当切换至备用参考源时钟时，基于实时补偿值，并利用备用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，获得并输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备时钟无损切换方法，其特征在于，包括如下步骤：获得本地采样时钟和多路参考源时钟；实时提取、汇总所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，并以任一路所述参考源时钟作为主用参考源时钟，得到主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的实时补偿值；利用主用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到主用控制信息，并利用主用控制信息调整本地采样时钟；当需要进行时钟切换时，将其它参考源时钟中的任一路作为备用参考源时钟，基于所述实时补偿值，并利用备用参考源时钟与本地采样时钟之间的时差，得到备用控制信息，并利用备用控制信息调整本地采样时钟，以将主用参考源时钟切换至备用参考源时钟。2.根据权利要求1所述的设备时钟无损切换方法，其特征在于，获得本地采样时钟，包括：利用本地可调时钟源，产生初始本地时钟，并将所述初始本地时钟输入到时钟生成模块；通过调整时钟生成模块的频率，产生本地采样时钟。3.根据权利要求2所述的设备时钟无损切换方法，其特征在于，实时提取、汇总所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，包括：将本地采样时钟和多路参考源时钟同时输入到时差提取模块；利用时差提取模块，在相同时间段内，同时对本地采样时钟的时钟周期和各路参考源时钟的时钟周期进行计数，得到本地周期数和多路参考周期数；将相同时间段内，各路参考周期数和本地周期数之间的差转换为时差；汇总得到所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差。4.根据权利要求3所述的设备时钟无损切换方法，其特征在于，得到主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的实时补偿值，包括：基于所述本地采样时钟与每一路所述参考源时钟之间的时差，获得主用参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，以及其它任一路参考源时钟和本地采样时钟之间的时差；基于主用参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，以及其它任一路参考源时钟和本地采样时钟之间的时差，将这两类时差做差，获得主用参考源时钟和其它参考源时钟之间的时差，即实时补偿值。5.根据权利要求4所述的设备时钟无损切换方法，其特征在于，利用主用控制信息调整本地采样时钟，包括：利用控制电压产生电路，对所述主用控制信息进行处理，得到主用控制电压；利用主用控制电压，调整本地采样时钟，使得本地采样时钟与主用参考源时钟一致。6.根据权利要求5所述的设备时钟无损切换方法，其特征在于，当需要进行时钟切换时，将其它参考源时钟中的任一路作为备用参考源时钟，将主用参考源时钟切换至备用参考源时钟，包括：当时差汇总选择模块收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清洪，张建刚，高珊，王智宏，罗孝杰，
申请(专利权)人：成都亿凌特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：