[发明专利]一种电力授时中的PTP精准时间协议授时模块及实现方法

说明书

本发明涉及一种电力授时中的PTP精准时间协议授时模块及实现方法，包括主控芯片、时间戳PHY芯片、JTAG调试芯片、变压器、状态指示灯、时钟、指示灯，ARM芯片通过RS232接口接收主控单元的时间信息，通过解算后得出时间秒信息，在主控单元发出1PPS后，ARM芯片将时间秒信息写入时间戳PHY芯片中，同步本地时间源，时钟分别给ARM芯片提供运行时钟，给时间戳PHY芯片提供RMII通信的时钟源，利用JTAG调试程序的运行和断点的设置，实时分析，通过PC机得到ARM芯片的输出调试信息，在ARM运行PTP协议运行任务时，时间戳PHY芯片通过变压器+RJ45接口向外发送协议报文。技术效果是达到纳秒级精度。

技术领域

本发明涉及一种电力授时中的授时模块，特别涉及一种电力授时中的PTP精准时间协议授时模块及实现方法。

背景技术

现在的许多系统都离不开时间同步的要求，比如测试与测量系统、电力系统、通信系统、工业自动化及分布式系统等，而随着系统范围的扩大及分散控制的发展，各个控制节点的时间同步变得越来越重要，尤其是电力系统，由于地域范围的广泛性和分散性，这要求系统中每个设备的动作按照统一的时序和节拍进行才能保证系统的协调有序。

目前的电力系统基本采用GPS时钟系统进行同步和授时，这种方式存在一定的安全隐患，而且后期的升级换代变得很困难和昂贵。采用的NTP协议虽然可以对系统的时间进行同步，但是NTP协议的精度偏差达到毫秒级的能力，对于那些要求微秒级或更高精度的场合就没法使用了。而PTP时间精准协议的出现，为实现特定场所的高精度要求提供了可行的途径。

它的主要原理是通过一个同步信号周期性地对网络中多个节点的时间进行同步，通过软硬件的结合，可以得到远远高于NTP的同步精度。PTP的同步精度与PTP协议的实现方式有很大关系，如果使用纯软件来实现，它的精度可能与NTP差不多，如果采用硬件方式在网络协议的数据层增加时间戳，如网络硬件层采用支持IEEE1588协议的PHY（DP83640），时间戳是实时生成的，那么时间同步精度可在微秒级，而采用全硬件实现，利用FPGA实现网络协议栈和PTP协议，它的精度会达到纳秒级。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种电力授时中的PTP精准时间协议授时模块及实现方法，采用PTP时间精准协议，通过软硬件的结合，达到纳秒级精度，具体技术方案是，一种电力授时中的PTP精准时间协议授时模块，包括主控芯片、时间戳PHY芯片、JTAG调试芯片、变压器、状态指示灯、时钟、指示灯，其特征在于：主控芯片采用MK60FN1M0VLQ12R芯片，该芯片集成了CPU、RAM、NORFLASH和网络的MAC控制器，时间戳PHY芯片采用DP83640芯片，电路连接为，主控芯片单向连接指示灯、分别双向连接JTAG调试芯片、DP83640（PHY），时间戳PHY芯片双向连接变压器、单向连接状态指示灯，时钟分别单向连接DP83640（PHY）、主控芯片。