一种时间同步装置的制作方法

本申请涉及通信，特别是涉及一种时间同步装置。

背景技术：

1、精确时间协议（precision time protocol，ptp）是一种应用于网络中实现时钟同步的协议。在大型网络中，会涉及多个设备照顾协同运作，这些设备需要一个统一的时间参考点。因此，引入了ptp协议作为统一的时间参考点。

2、对于设备而言，需要高精度地同步上游设备的时间，需要先同步上游的时钟，基于同步后的是时钟，设备才能稳定地与上游设备同步时间。因此，设备中至少包括一个时钟频率同步的物理接口和承载ptp协议的物理接口。现有技术中，常采用一个芯片将来自不同接口的时间信息和时钟信息整合起来，在整个设备的时间信息和时钟频率均有这个芯片进行维护，并将时间同步信号发送给设备内部的其他芯片。

3、由于芯片整合了不同接口的时间和时钟信息，芯片厂商只能依托于这个芯片进行二次开放。芯片厂商只能依赖于芯片原厂的支持，无法找到其他的芯片进行替代，因此，如何实现两个设备之间时钟同步成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种时间同步装置，以至少解决相关技术中如何实现两个设备之间时钟同步的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种时间同步装置，其特征在于，包括：电性连接的fpga芯片和时钟芯片；

3、fpga芯片，用于将接收到的初始时钟同步信号的时钟频率分成第一时钟频点和第二时钟频点；

4、时钟芯片包括第一锁相环和第二锁相环，

5、第一锁相环用于根据第一时钟频点获得系统时钟，并将系统时钟发送至第二锁相环；

6、第二锁相环用于根据系统时钟获取ptp时钟偏频，并将ptp时钟偏频发送至fpga芯片；

7、fpga芯片包括脉冲发生器，脉冲发生器，用于产生每秒脉冲信号，根据ptp时钟偏频调整每秒脉冲信号的相位，以使相位与初始时钟同步信号的每秒脉冲相位一致，完成时间同步。

8、在一实施例中，述时钟芯片还包括：第三锁相环，

9、第三锁相环，用于接收第二时钟频点，并将第二时钟频点传输至fpga芯片，以使fpga芯片将第二时钟频点转化为第一时钟频点并将第一时钟频点传输至第一锁相环。

10、在一实施例中，fpga芯片包括：脉冲信号补偿器，频率控制器，寄存器，

11、脉冲信号补偿器与脉冲发生器电性连接，用于补偿每秒脉冲信号的延迟，并将补偿后的每秒脉冲信号传输至与fpga芯片相连的芯片；

12、寄存器，用于获得ptp协议报文计算的纳秒时间差，并将纳秒时间差传输至频率控制器；

13、频率控制器，用于接收纳秒时间差和每秒脉冲信号，当纳秒时间差小于预设阈值时，根据纳米时间差和每秒脉冲信号发送调整频率至第二锁相环，以调整ptp时钟偏频。

14、在一实施例中，第二锁相环包括：第一振荡器和第二振荡器，

15、第一振荡器，用于接收频率控制器发送的调整频率，根据调整频率调整频率；

16、第二振荡器，用于根据系统时钟和调整后的频率，获得ptp时钟偏频，并将ptp时钟偏频传输至脉冲发生器。

17、在一实施例中，一种时间同步装置还包括设备接口芯片：

18、设备接口芯片包括第一速率接口和第二速率接口，

19、第一速率接口，用于接收大于或者等于预设数据传输速率的时钟频率，并将时钟频率传输至于fpga芯片，以使fpga芯片将时钟频率分成第一时钟频点；

20、第二速率接口，用于接收小于预设数据传输的的时钟频率，并将时钟频率传输至于fpga芯片，以使fpga芯片将时钟频率分成第二时钟频点。

21、在一实施例中，一种时间同步装置包括脉冲发生器：

22、脉冲发生器，还用于当纳秒时间差大于或者等于预设阈值时，根据纳秒时间差调整每秒脉冲的相位，以使相位与初始时钟同步信号的每秒脉冲相位一致，完成时间同步。

23、在一实施例中，第一锁相环包括：第一传输接口和第二传输接口，

24、第一传输接口，用于接收第一时钟频点，以使时钟芯片获得系统时钟；

25、第二传输接口，用于接收第一时钟频点，当第一锁相环采用第一传输接口进行接收时，第二传输接口不接收第一时钟频点，若第一传输接口发送故障，则第二传输接口开始接收第一时钟频点，以使时钟芯片获得系统时钟。

26、在一实施例中，第三锁相环包括：第三传输接口，

27、第三传输接口，用于接收第二时钟频点，以使第二时钟频点经第三锁相环处理后获得初步稳定的第二时钟频点。

28、本申请实施例提供的一种时间同步装置，至少具有以下技术效果。

29、fpga芯片将接收到的上游设备提供的初始时钟同步信号的时钟频率分成第一时钟频点和第二时钟频点，时钟芯片的第一锁相环根据接收到的第一时钟频点获得系统时钟，并将系统时钟系统发送到第二锁相环，根据系统时钟获得ptp时钟偏频，在系统时钟上完成由系统时钟域到ptp时钟域的转化，从而提高时钟精度，使得时钟同步的精度可得到亚微秒级，从ptp时钟偏频为实现时钟同步提供了高精度同步的基础。fpga芯片中的脉冲发生器根据ptp时钟偏频调整每秒脉冲的相位，使得产生的每秒脉冲的相位与初始时钟同步信号的每秒脉冲相位相同，减少了内部的时间误差，从而实现了上游设备的时钟与本设备的时钟地高精度同步。

30、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种时间同步装置，其特征在于，包括：电性连接的fpga芯片和时钟芯片；

2.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于，所述时钟芯片还包括：第三锁相环，

3.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于，所述fpga芯片包括：脉冲信号补偿器，频率控制器，寄存器，

4.根据权利要求3所述的时间同步装置，其特征在于，所述第二锁相环包括：第一振荡器和第二振荡器，

5.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于，所述一种时间同步装置还包括设备接口芯片：

6.根据权利要求3所述的时间同步装置，其特征在于，所述一种时间同步装置包括所述脉冲发生器：

7.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于，所述第一锁相环包括：第一传输接口和第二传输接口，

8.根据权利要求2所述的时间同步装置，其特征在于，所述第三锁相环包括：第三传输接口，

技术总结本申请涉及一种时间同步装置，其中，该时间同步装置包括：FPGA芯片，用于将接收到的初始时钟同步信号的时钟频率分成第一时钟频点和第二时钟频点；时钟芯片包括第一锁相环和第二锁相环，第一锁相环用于根据第一时钟频点获得系统时钟，并将系统时钟发送至第二锁相环；第二锁相环用于根据系统时钟获取PTP时钟偏频，并将PTP时钟偏频发送至FPGA芯片；FPGA芯片包括脉冲发生器，脉冲发生器，用于产生每秒脉冲信号，根据PTP时钟偏频调整每秒脉冲信号的相位，以使相位与初始时钟同步信号的每秒脉冲相位一致，完成时间同步。通过本申请，利用FPGA芯片和时钟芯片实现了本应用设备与上游设备的时钟同步。技术研发人员：杨昌亮,上官福义,王力成受保护的技术使用者：杭州初灵信息技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6