[发明专利]一种基于硬件电路的时间戳实现方法

摘要

本发明涉及一种基于硬件电路的时间戳实现方法，属于测试技术领域。本发明提出一种基于硬件电路的时间戳实现方法，通过数字锁相环芯片组成锁相环电路，来取代之前通过现场可编程门阵列或者复杂可编程逻辑器件，高精度压控晶振以及高精度数字模拟转换芯片组成的数字锁相环电路。产生的时钟信号供给数据采集模块作为系统时钟，在数据采集模块内部做精确计时，在采集处理的数据上打上时间戳。本发明提出一种基于硬件电路的时间戳实现方法，电路简单，节约成本，有效地降低了系统的复杂性，保证了时间戳的高精度，减少了研发人员的工作量，并且具有较好的可扩展性与移植性。

主权项

一种基于硬件电路的时间戳实现方法，其特征在于，具有以下硬件电路：GPS模块、鉴频鉴相器、数字环路滤波器、直接数字式频率合成器、数字模拟转换器、反馈分频器、时钟分配器、数据采集处理器和中央处理器；所述GPS模块产生秒脉冲信号至鉴频鉴相器，所述直接数字式频率合成器经过反馈分频器，产生反馈分频信号至鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器、数字环路滤波器、直接数字式频率合成器、数字模拟转换器、时钟分配器和数据采集处理器依次连接；所述GPS模块和数据采集处理器连接；所述GPS模块、中央处理器和数据采集处理器依次连接；利用以上硬件电路的时间戳实现方法，包括以下步骤：步骤1：GPS模块产生秒脉冲信号；步骤2：初始化数值频率调谐字；步骤3：直接数字式频率合成器根据初始化的数值频率调谐字输出一个固定时钟频率，经过反馈分频器产生反馈分频信号；步骤4：鉴频鉴相器将秒脉冲信号作为参考信号与反馈分频信号进行比较，得到误差信号，并将所得误差信号输出至数字环路滤波器；步骤5：数字环路滤波器将所得误差信号进行处理，输出至直接数字式频率合成器；步骤6：直接数字式频率合成器和经过处理的误差信号对初始化的数值频率调谐字进行调节，产生正弦数字信号，并将所得正弦数字信号输出至数字模拟转换器；步骤7：数字模拟转换器将正弦数字信号转换成正弦模拟信号；步骤8：正弦模拟信号驱动时钟分配器，输出一个同步于GPS模块的秒脉冲信号的时钟信号；步骤9：GPS模块将时间信息传送至中央处理器进行解析，得到GPS模块时间信息；步骤10：中央处理器将GPS模块时间信息传送至数据采集处理器，由数据采集处理器记录；步骤11：数据采集处理器内设计秒计时器和纳秒计时器；步骤12：GPS模块将秒脉冲信号传送至数据采集处理器；步骤13：在GPS模块时间秒部分的基础上，每检测到秒脉冲信号的上升沿，秒计时器加一，作为时间戳秒部分的时间信息；步骤14：在检测到秒脉冲信号的上升沿的同时，开始纳秒计时器的计时，每检测到同步于GPS模块的秒脉冲信号的时钟信号上升沿，纳秒计时器根据时钟信号频率确定的时间分辨率进行累加，作为时间戳纳秒部分的时间信息，在检测到下一个秒脉冲的上升沿的时候清零；步骤15：数据采集处理器将时间戳秒部分的时间信息、时间戳纳秒部分的时间信息以及GPS模块时间信息进行组合，得到完整的时间戳信息；步骤16：在数据采集处理器采集处理得到的数据帧上打上完整的时间戳信息，整个时间戳的工作完成。