[发明专利]一种动态可配置高精度高可靠的时钟网络

权利要求书

1.一种动态可配置高精度高可靠的时钟网络，其特征在于，包括若干网络单元，各网络单元按照菊花链环状拓扑结构构成顺时针首尾相链的时钟网络，其中，时钟基准流是各时钟单元的时钟基准，由本网络单元的本地基准和外部输入基准中选出，同时上一级网络单元输出时钟基准作为下一级网络单元的外部输入的时钟基准；配置信息流是各网络单元的配置信息通道，按照菊花链顺时针依次串成环状拓扑结构，使配置信息流按环状顺序遍历整个时钟网络；

所述网络单元包括串口通讯模块，配置信息控制器，配置信息存贮器，模拟参数解译模块，本地时钟基准生成器，时钟同步驱动模块，初始化加载控制模块，时钟同步器和同步精度检测器；

其中，串口通讯模块接收配置信息，分别发送至配置信息控制器和模拟参数解译模块；

配置信息控制器对配置信息进行处理，判断配置信息是时钟网络校正信息还是实时驱动信息，将时钟网络校正信息发送至配置信息存贮器进行存储，将实时驱动信息直接解译成时钟同步驱动模块的控制参数，发送至时钟同步驱动模块；

配置信息存贮器存贮含时钟网络校正信息的初始化配置信息；

初始化加载控制模块在上电后，根据本网络单元的ID号，从配置信息存贮器中提取相应的ID号的初始化配置信息，给时钟同步驱动模块和模拟参数解译模块；

模拟参数解译模块按照实时配置信息或初始化配置信息生成本地时钟基准的参数和选择时钟基准信息，将本地时钟基准的参数发送至本地时钟基准生成器，将选择时钟基准信息发生至时钟基准选择器；

本地时钟基准生成器完成本地时钟基准的生成；时钟基准选择器接收本地时钟基准和外部时钟基准，根据选择时钟基准信息选择其中一种输出本网络单元的同步基准时钟，发送至时钟同步器、同步精度检测器；

时钟同步驱动模块将初始化配置信息或实时驱动信息解译为时钟同步器工作所需参数，发送给时钟同步器；

时钟同步器按照同步基准时钟的节拍及时钟同步器工作所需参数，生成同步时钟，发送同步精度检测器；同时输出可作为下一级网络单元的基准；

同步精度检测器对同步基准时钟和时钟同步器生成的同步时钟进行时钟相差检测，判断是否满足整个时钟网格的同步要求。

2.根据权利要求1所述的一种动态可配置高精度高可靠的时钟网络，其特征在于，如果收到通讯串口的初始化配置数据更动后，将配置数据解译并存入与该ID号网络单元对应的配置存贮区，以备下一次上电默认调用。

3.根据权利要求2所述的一种动态可配置高精度高可靠的时钟网络，其特征在于，如果接收到校正配置信息，则直接通过时钟同步驱动器驱动时钟同步器，通过同步精度检测器直接在线观测同步实际效果。

4.根据权利要求3所述的一种动态可配置高精度高可靠的时钟网络，其特征在于，当时钟网络的参考基准老化后，通过时钟网络基准切换指令从环状时钟网络的剩余网络单元中选取任一时钟基准作为全网时钟同步基准，基准同步关系按照环状次第顺序交替更新。

5.根据权利要求1～4任一项所述的动态可配置高精度高可靠时钟网络的时钟同步方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一：上电后，判断串口通讯模块是否有配置指令数据变动，如果有配置指令数据，则将配置信息发送至配置信息控制器和模拟参数解译模块，进入步骤二；

如果没有配置指令数据，则初始化加载控制模块从配置信息存贮器中加载上次工作时配置参数，通过ID号比对，抽取适合本网络单元的初始化加载信息发送至模拟参数解译模块和时钟同步驱动模块，进入步骤三；

步骤二、配置信息控制器对配置信息进行处理，判断配置信息是时钟网络校正信息还是实时驱动信息；将时钟网络校正信息发送至配置信息存贮器进行存储；将实时驱动信息直接解译成时钟同步驱动模块的控制参数，发送至时钟同步驱动模块；

模拟参数解译模块按照实时配置信息生成本地时钟基准的参数和选择时钟基准信息，将本地时钟基准的参数发送至本地时钟基准生成器，将选择时钟基准信息发生至时钟基准选择器，进入步骤四；

步骤三、模拟参数解译模块按照初始化配置信息生成本地时钟基准的参数和选择时钟基准信息，将本地时钟基准的参数发送至本地时钟基准生成器，将选择时钟基准信息发生至时钟基准选择器，进入步骤四；

步骤四、本地时钟基准生成器完成本地时钟基准的生成；时钟基准选择器接收本地时钟基准和上一级网络单元发送的时钟基准，根据选择时钟基准信息选择其中一种输出本网络单元的同步基准时钟，发送至时钟同步器、同步精度检测器；

时钟同步驱动模块将初始化配置信息或实时驱动信息解译为时钟同步器工作所需参数，发送给时钟同步器；

步骤五、时钟同步器按照同步基准时钟的节拍及时钟同步器工作所需参数，生成同步时钟，发送同步精度检测器；同时输出作为下一级网络单元的基准；

步骤六、同步精度检测器对同步基准时钟和时钟同步器生成的同步时钟进行时钟相差检测，判断是否满足整个时钟网格的同步要求。