[发明专利]一种基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统

说明书

本发明涉及一种基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统，其特征在于，包括：时统站、管理单元以及多个控制单元；管理单元和各控制单元接收时统站的时码报文，时统站的输出与管理单元的双冗余接收模块接收的输入连接，用于接收时统站的双冗余秒脉冲信息，管理单元中双冗余秒脉冲转发模块的输出与各控制单元中双冗余秒脉冲接收模块的输入连接，将管理单元从时统站接收到的秒脉冲信息转发给各控制单元。本发明同时采用秒脉冲和时码信息进行双层时间同步，防止秒脉冲偏移或时码报文中断等单线故障造成系统时间偏移，保证了系统的实时性。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，具体涉及针对嵌入式系统的安全防护架构体系。

背景技术

随着我国科技快速进步，越来越多领域的研究都意识到时间统一的重要性，尤其在现代大型工程系统的应用中，时间统一性技术能够保证系统组成的完整性以及工作的协调性。在工程实现中，通常采用秒脉冲同步方式实现系统时间同步，这对系统内秒脉冲同步的准确度和秒脉冲接收的可靠性提出很高要求。现有的秒脉冲同步技术需要时统模块使用数字逻辑器件通过高频晶体振荡器产生的高速时钟对输入的秒脉冲信号进行采样、消抖、判别后才能进行同步。秒脉冲信号传输延迟、数字逻辑器件采样延迟、消抖以及逻辑判断产生的延迟都会导致秒脉冲同步误差的增大。目前采样、消抖技术很难彻底解决时统误差问题。基于秒脉冲接收的可靠性要求和单一秒脉冲时间同步的不稳定性，针对现有时间同步系统中出现的时间偏差、重秒和跳秒等问题，本发明提出了一种基于以太网+秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统。确保系统各单元时间同步的可靠性和实时性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于以太网+秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统，用于解决系统时间同步过程中的跳秒和重秒问题。

本发明一种基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统，其特征在于，包括：时统站、管理单元以及多个控制单元；管理单元和各控制单元接收时统站的时码报文，时统站的输出与管理单元的双冗余接收模块接收的输入连接，用于接收时统站的双冗余秒脉冲信息，管理单元中双冗余秒脉冲转发模块的输出与各控制单元中双冗余秒脉冲接收模块的输入连接，将管理单元从时统站接收到的秒脉冲信息转发给各控制单元；管理单元通过双冗余接收模块接收到秒脉冲后，转发秒脉冲给各控制单元，管理单元和各控制单元的逻辑处理单元同时启动秒余计数器，并将秒余计数器信号与秒脉冲同步，按照双冗余秒脉冲输入原理判断双冗余秒脉冲中的有效秒脉，将同步后的秒脉冲信号按照高稳晶振提供的时钟累加计时，实时存入秒余数据寄存器；下一个秒脉冲到来时，则将秒余计数器清零并且转发秒脉冲给各控制单元，若秒余计数器计数到一阈值时仍没有下一个秒脉冲到来，认为秒脉冲已经断开，自动进入守时补偿状态，用来补偿由于等待秒脉冲所产生的计数值误差，补偿完成后进入守时状态，产生守时秒脉冲。

根据本发明的基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统的一实施例，其中，管理单元和各控制单元的主处理器模块通过双冗余网络模块每秒一次的频率接收时码报文，各单元主处理器模块接收到的时码报文，将时码报文解析后存入缓存，等待下一个秒脉冲或者秒余计数器超时后，将缓存中的时码信息加1赋给时间寄存器和日期寄存器。

根据本发明的基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统的一实施例，其中，在守时状态和守时补偿状态时，如果逻辑处理单元接收到新秒脉冲，则会切换到授时工作状态，并继续等待下一个有效秒脉冲，秒余计数器按照秒脉冲信号累加及时，当秒余计数器等59时清零，分计数器加1，同理当分计数器达到59时，时计数器加1，时分秒信息的变动实时存入时间数据寄存器。

根据本发明的基于以太网和秒脉冲的高精度双冗余时间同步系统的一实施例，其中，日、月以及年信息也按照日历规律对相应计数器累加和清零进位。