一种多路秒脉冲输出方法及系统及模块及介质与流程

本发明涉及计时，具体地，涉及一种多路秒脉冲输出方法及系统及模块及介质。

背景技术：

1、时间同步即接收外部时间基准信号，并按照要求的时间精度、依据基准信号向外输出同步时间信息，使各类系统获得准确的时间。时间同步有两个主要的功能：授时和守时。通俗的讲，时间同步的授时过程就是不定期将系统本地时间与外部时间基准信号对齐的过程，而时间同步的守时过程则是在完成授时后保持本地时间稳定，使本地时间在没有外部时间基准信号的情况下仍然保持可靠。在现代授时系统中，常常需要分别完成对多路本地时间信号的授时，从而获得多路秒脉冲信号以便后续使用。为了保证授时精度，现有授时系统通常基于高速时钟和d触发器完成对本地时间信号5ns级的调整，但上述对本地时间信号调整的方法无法消除多路本地时间信号间由于线路差异带来的1ns级延迟。

技术实现思路

1、为了提高授时精度，在输出多路时间信号的需求下，本发明提供了一种多路秒脉冲输出方法，所述多路秒脉冲输出方法包括以下步骤：

2、步骤1：获得外部时钟和至少两个本地时钟；

3、步骤2：根据所述外部时钟驯服每个所述本地时钟，分别获得对应的第一秒脉冲信号；

4、步骤3：分别测量每个所述第一秒脉冲信号和所述外部时钟间的偏移，获得第一调整数据；对所述第一调整数据进行滤波，获得第二调整数据；

5、步骤4：根据所述第二调整数据分别对每个所述本地时钟进行调整，获得对应的目标秒脉冲。

6、其中，本方法原理为：获得外部时钟和至少两个本地时钟后，根据所述外部时钟分别驯服每个所述本地时钟，获得对应的第一秒脉冲信号，再测量每个所述第一秒脉冲信号与同一外部时钟间的偏移，获得第一调整数据，所述第一调整数据包含了所述第一秒脉冲信号间由于线路差异产生的延迟和所述第一秒脉冲信号的时间偏移，对所述第一调整数据进行滤波后，根据获得的第二调整数据分别对每个所述本地时钟进行实时调整，最后获得目标秒脉冲，由于通过延迟测量芯片测量所述第一秒脉冲信号与所述外部时钟间的偏移精度能够达到15ps，因此根据测量结果对本地时钟进行微调能够消除多路本地时间信号间由于线路差异带来的1ns级延迟，保证了授时的精度。

7、进一步的，由于测量所述第一秒脉冲信号和所述外部时钟间的偏移时可能受电路抖动带来的噪声影响，为了保证对每个所述本地时钟的调整是平滑的，首先对测量获得的第一调整数据进行滤波，获得第二调整数据，再根据所述第二调整数分别对每个所述本地时钟进行调整，为了保证处理效率并在占用较小内存的情况下完成对所述第一调整数据的滤波，通过卡尔曼滤波算法对所述第一调整数据进行滤波。

8、进一步的，由于实际应用中，常常要求授时系统输出的多路秒脉冲相互独立且具有不同的初始相位，为了使授时系统输出的每个目标秒脉冲独立可调，所述步骤2中获得所述第一秒脉冲信号后，向每个所述第一秒脉冲信号进行延迟补偿，分别获得对应的第二秒脉冲信号；

9、所述步骤3具体为：分别测量每个所述第二秒脉冲信号和所述外部时钟间的偏移，获得第三调整数据；

10、对所述第三调整数据进行处理并滤波，获得第四调整数据；

11、所述步骤4具体为：根据所述第四调整数据分别对每个所述本地时钟进行调整，获得对应的目标秒脉冲。

12、进一步的，由于外部时间基准信号通常包括基于卫星的秒脉冲信号、基于同步网络时间协议的频率信号以及基于精密网络时间协议的时间戳信号，为了获得准确而可靠的外部时间基准信号，需要首先对外部时间基准信号进行筛选，因此，所述外部时钟包括若干时钟信号，所述步骤2具体为：

13、分别比较所述若干时钟信号和任意一个所述本地时钟的偏移，获得第一数据；

14、根据所述第一数据对所述若干时钟信号进行筛选，获得参考时钟；

15、根据所述参考时钟驯服每个所述本地时钟，分别获得对应的第一秒脉冲信号。

16、为实现上述目的，本发明还提供了一种多路秒脉冲输出系统，所述多路秒脉冲系统包括：

17、信号发生单元，用于获得外部时钟和至少两个本地时钟，并根据所述外部时钟驯服每个所述本地时钟，分别获得对应的第一秒脉冲信号；

18、信号测量单元，用于分别测量每个所述第一秒脉冲信号和所述外部时钟的偏移，获得第一调整数据；

19、信号同步单元，用于对所述第一调整数据进行滤波，获得第二调整数据，并根据所述第二调整数据分别对每个所述本地时钟进行调整，获得对应的目标秒脉冲。

20、其中，本系统原理为：信号发声单元获得外部时钟和至少两个本地时钟后，根据所述外部时钟分别驯服每个所述本地时钟，获得对应的第一秒脉冲信号；信号测量单元测量每个所述第一秒脉冲信号与同一外部时钟间的偏移，获得第一调整数据，所述第一调整数据包含了所述第一秒脉冲信号间由于线路差异产生的延迟和所述第一秒脉冲信号的时间偏移；信号同步单元对所述第一调整数据进行滤波后，根据获得的第二调整数据分别对每个所述本地时钟进行实时调整，最后获得目标秒脉冲，保证了授时的精度，消除了多路本地时间信号间由于线路差异带来的1ns级延迟。

21、为实现上述目的，本发明提供了一种多路秒脉冲输出模块，所述多路秒脉冲输出装置包括主控芯片、延迟线测量模块和至少两个晶振；其中，所述晶振用于生成本地时钟，并将所述本地时钟传输至所述主控芯片，所述主控芯片用于获得外部时钟，并根据所述外部时钟驯服每个所述本地时钟，分别获得对应的第一秒脉冲信号；

22、所述延迟线测量芯片用于测量所述第一秒脉冲信号和所述外部时钟间的偏移，获得第一调整数据，并将所述第一调整数据传输至所述主控芯片；

23、所述主控芯片获得所述第一调整数据后还用于对所述第一调整数据进行滤波，获得第二调整数据，并根据所述第二调整数据对每个所述本地时钟进行调整。

24、进一步的，为了降低环境温度变化对晶振生成本地时钟频率的影响，进一步提高授时的精度，所述晶振为温度补偿晶振。

25、进一步的，由于晶振一般不支持超过100mhz的频率输出，为了提高本地时钟的频率从而提高授时精度，所述多路秒脉冲装置还包括至少两个锁相环芯片，所述晶振生成本地时钟后，首先将所述本地时钟传输至所述锁相环芯片，所述锁相环芯片对所述本地时钟进行倍频处理后再传输至所述主控芯片。

26、为实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机成，所述计算机程序被处理器执行时实现上述多路秒脉冲输出方法的步骤。

27、本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明通过分别测量对本地时钟进行驯服后获得的多路脉冲信号分别与外部参考时钟的偏差，再根据所述偏差对对应的本地时钟进行适应性调整，消除了本地多路时间信号间由于线路差异带来的延迟，获得多路同频同相的秒脉冲信号，提高了授时精度；通过分别对多路脉冲信号添加不同的相位补偿，使获得的多路独立可调，满足不同系统对于时间信号的需求；通过滤波实现了对信号的平滑调整，消除了电路抖动对信号稳定性带来的影响。