一種用於分析irig-b時間碼元的裝置製造方法
2023-09-19 17:59:45 1
一種用於分析irig-b時間碼元的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於時間信號分析的【技術領域】。為了解決使用時間準確度無法對IRIG-B碼時間同步信號進行評估的問題，本實用新型提出一種用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，該裝置包括輸入單元、高精度基準單元和核心處理單元；所述輸入單元與所述核心處理單元連接；所述高精度基準單元與所述核心處理單元連接；所述核心處理單元包括FPGA模塊。本實用新型的裝置，對碼元的時間特性進行分析，通過分析的結果能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估。
【專利說明】 —種用於分析IRIG-B時間碼元的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於時間信號分析的【技術領域】，具體涉及一種用於分析IRIG-B時間碼元的裝置。
【背景技術】
[0002]IRIG(Inter Range Instrumentat1n Group)是美國祀場儀器組的簡稱，IRIG 碼是美國靶場司令委員會制定的一種時間標準，現廣泛應用於軍事、商業、工業等諸多領域。IRIG碼共有四種並行二進位時間碼格式和六種串行二進位時間碼格式，其中，最常用的是IRIG-B時間碼格式。IRIG-B碼是每秒一幀的串行時間碼，每一幀包括100個IRIG-B時間碼元，每個時間碼元的寬度為10ms。按照IRIG-B碼的標準定義，IRIG-B時間碼元有3種類型，即P碼元、1碼元和0碼元,Ρ碼元為標誌位，1碼元表示二進位的1，0碼元表示二進位的0，IRIG-B碼就是通過這三種碼元的組合完成時間信息的傳輸。IRIG-B時間碼元為脈衝信號，可以通過AC(Alternating Current,交流)或DC(Direct Current,直流)的模式傳輸。圖3為以DC模式傳輸的IRIG-B碼及各種碼元的信息定義，P碼元為高電平的寬度佔8ms，低電平的寬度佔2ms的碼元；1碼元為高電平的寬度佔5ms，低電平的寬度佔5ms的碼元；0碼元為高電平的寬度佔2ms，低電平的寬度佔8ms的碼元。圖4為以AC模式傳輸的IRIG-B碼及各種碼元的信息定義，P碼元為高幅值的寬度佔8ms，低幅值的寬度佔2ms的碼元；1碼元為高幅值的寬度佔5ms，低幅值的寬度佔5ms的碼元；0碼元為高幅值的寬度佔2ms，低幅值的寬度佔8ms的碼元。
[0003]IRIG-B碼具有攜帶信息量大、高解析度、接口標準化及國際通用的特點，適合於遠距離的信息傳輸，具有DC模式和AC模式兩種傳輸方式。隨著當今電子技術日新月異的發展，時間同步在電信、電力、軍事等行業或部門越來越扮演重要的角色，由於IRIG-B碼自身的優越性，IRIG-B碼逐步成為時間同步系統的首選時間同步信號。
[0004]通常使用時間準確度來評估時間同步信號的性能，時間準確度是指時間同步信號當前的解碼時間與標準測試時間源之間的時間差，因此時間準確度可以衡量時間同步信號的精度。但有時會因為各種原因，時間同步信號不能被解碼，也就無法獲得時間同步信號當前的解碼時間，導致不能獲得時間準確度，無法對時間同步信號進行評估。
實用新型內容
[0005]為了解決使用時間準確度無法對IRIG-B碼時間同步信號進行評估的問題，本實用新型提出一種用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，以提供一種評估IRIG-B碼時間同步信號的途徑，在使用時間準確度無法對IRIG-B碼時間同步信號進行評估時，使用本實用新型的裝置能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估。
[0006]本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，包括輸入單元、高精度基準單元和核心處理單元；所述輸入單元與所述核心處理單元連接；所述高精度基準單元與所述核心處理單元連接；所述核心處理單元包括FPGA模塊。
[0007]其中，所述核心處理單元還包括整理模塊，所述整理模塊與所述FPGA模塊連接。
[0008]其中，所述裝置還包括存儲單元,所述存儲單元與所述核心處理單元連接。
[0009]其中，所述裝置還包括人機界面單元，所述人機界面單元與所述核心處理單元連接。
[0010]其中，所述輸入單元包括直流輸入模塊和交流輸入模塊。
[0011]其中，所述高精度基準單元包括北鬥/GPS衛星接收模塊。
[0012]本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，記錄下IRIG-B碼時間同步信號的原始信息，並對異常的碼元進行分類標記，將寬度大於13ms的碼元標記為W，將寬度小於9ms的碼元標記為w，將高電平或高幅值的寬度小於1ms的碼元標記為X，將不能識別的碼元標記為X。本實用新型的裝置不僅標記出異常的碼元，還對異常的碼元根據碼元寬度等信息進行分類，確定異常碼元的類型。通過異常碼元的類型、數量等信息能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估，以判斷IRIG-B碼時間同步信號質量的好壞。使用時間準確度對IRIG-B碼時間同步/[目號進行評估時，需要IRIG-B碼正確解碼,本實用新型的裝置,不需要IRIG-B碼解碼就能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估。並且通過查看異常碼元的類型、數量等詳細信息，為IRIG-B碼時間同步信號問題的快速定位提供幫助。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置的結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置的工作流程圖；
[0015]圖3為以DC模式傳輸的IRIG-B碼及各種碼元的信息定義；
[0016]圖4為以AC模式傳輸的IRIG-B碼及各種碼兀的信息定義。
【具體實施方式】
[0017]圖1為本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置的結構示意圖，該裝置包括輸入單元10、高精度基準單元11、核心處理單元12、存儲單元13和人機界面單元14。輸入單元10用於輸入IRIG-B時間碼元，與核心處理單元12連接。高精度基準單元11與核心處理單元12連接，用於為核心處理單元12提供高精度時間標籤。核心處理單元12包括FPGA模塊121和整理模塊122，FPGA模塊121與整理模塊122連接。FPGA模塊121用於捕獲輸入單元10輸入的IRIG-B時間碼元，並根據高精度基準單元11提供的高精度時間標籤，對IRIG-B時間碼元的時間特性進行分析。整理模塊122用於對FPGA模塊121輸出的信息進行處理，FPGA模塊121輸出的信息包括IRIG-B時間碼元的原始信息和對異常碼元進行分類標記後的信息。存儲單元13與核心處理單元12連接，整理模塊122對FPGA模塊121輸出的信息處理完成後，將信息存儲於存儲單元13中，這樣當IRIG-B碼時間同步信號出現問題時，可以回放存儲於存儲單元13中的信息，有助於確定問題的發生點。人機界面單元14與核心處理單元12連接，整理模塊122對FPGA模塊121輸出的信息處理完成後，在人機界面單元14上顯示所述信息，人機界面單元14上還可以顯示對IRIG-B時間碼元解碼後的時間信息。將IRIG-B時間碼元信息在人機界面單元14上顯示，直觀的展示給用戶，方便用戶使用。
[0018]FPGA模塊121對IRIG-B時間碼元的時間特性進行分析包括對IRIG-B時間碼元的寬度和碼元的高電平或高幅值的寬度進行分析，對於寬度為10ms的碼元，也就是正常的碼元，直接記錄IRIG-B時間碼元；對於異常的碼元，要進行特別的標記，異常的碼元包括碼元寬度大於13ms、碼元寬度小於9ms、高電平或高幅值的寬度小於1ms和不能識別的碼元，其中，碼元寬度是指一個碼元所佔時間的寬度，比如以DC模式傳輸的IRIG-B碼，一個碼元的碼元寬度是指碼元的高電平或高幅值所佔時間加上碼元的低電平或低幅值所佔時間。正常碼元的寬度為10ms，碼元寬度的有效性為9ms-13ms，碼元寬度在9ms-13ms之間，IRIG-B時間碼元能夠被正常識別和解碼。當碼元寬度大於13ms時，會影響IRIG-B時間碼元的識別和正常解碼，所以將寬度大於13ms的碼元認為是異常的碼元。當碼元寬度小於9ms時，會影響IRIG-B時間碼元的識別和正常解碼，所以將寬度小於9ms的碼元認為是異常的碼元。碼元的高電平或高幅值的寬度是指高電平或高幅值所佔的時間，P碼元高電平或高幅值的有效性寬度為大於7ms，1碼元高電平或高幅值的有效性寬度為4ms-7ms，0碼元高電平或高幅值的有效性寬度為lms-4ms，高電平或高幅值的寬度小於1ms的碼元為異常的碼元，碼元不能被正確識別，也就不能被正確解碼。不能識別的碼元為既不是正常的P/0/1碼元又不是上述三種異常的碼元。將寬度大於13ms的碼元標記為W，將寬度小於9ms的碼元標記為w，將高電平或高幅值的寬度小於1ms的碼元標記為X，將既不是正常的P/0/1碼元又不是W/w/x碼元的碼元標記為X。通過異常的碼元的類型、數量等信息能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估，判斷IRIG-B碼時間同步信號質量的好壞。出現異常的碼元，表示IRIG-B碼時間同步信號有問題，將這些異常的碼元進行記錄並分類，通過查看已經分類的異常的碼元的信息，有助於快速定位IRIG-B碼時間同步信號的問題。
[0019]本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，記錄下IRIG-B碼時間同步信號的原始信息，並對異常的碼元進行分類標記，將寬度大於13ms的碼元標記為W，將寬度小於9ms的碼元標記為w，將高電平或高幅值的寬度小於1ms的碼元標記為X，將不能識別的碼元標記為X。本實用新型的裝置不僅標記出異常的碼元，還對異常的碼元根據碼元寬度等信息進行分類，確定異常碼元的類型。通過異常碼元的類型、數量等信息能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估，以判斷IRIG-B碼時間同步信號質量的好壞。使用時間準確度對IRIG-B碼時間同步/[目號進行評估時，需要IRIG-B碼正確解碼,本實用新型的裝置,不需要IRIG-B碼解碼就能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估。並且通過查看異常碼元的類型、數量等詳細信息，為IRIG-B碼時間同步信號問題的快速定位提供幫助。同時使用本實用新型的裝置和時間準確度，能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行更全面的評估。
[0020]優選地,輸入單兀10包括直流輸入模塊和交流輸入模塊,直流輸入模塊用於輸入直流模式的IRIG-B時間碼元；交流輸入模塊用於輸入交流模式的IRIG-B時間碼元。
[0021]優選地，高精度基準單元11包括北鬥/GPS衛星接收模塊，北鬥/GPS(GlobalPosit1ning System)衛星接收模塊接收北鬥/GPS衛星時間，並產生高精度的時間標籤。
[0022]圖2為本實用新型的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置的工作流程圖，在步驟S1,輸入單元10輸入IRIG-B時間碼元，IRIG-B時間碼元可以是AC模式的也可以是DC模式的。
[0023]在步驟S2,聞精度基準單兀11為核心處理單兀12提供聞精度時間標籤，聞精度基準單元11可以通過北鬥/GPS衛星接收器接收北鬥/GPS衛星時間，並產生高精度的時間標籤。
[0024]在步驟S3, FPGA (Field — Programmable Gate Array)模塊 121 捕獲 IRIG-B 時間碼元，並對IRIG-B時間碼元時間特性進行分析。FPGA模塊121捕獲IRIG-B時間碼元，獲得IRIG-B時間碼兀的原始信息。IRIG-B時間碼兀在傳輸過程中，由於環境、傳輸設備或信號本身不穩定等因素，IRIG-B時間碼元的波形會受到幹擾，出現碼元寬度信息不匹配的問題、碼元位置不匹配的問題，導致IRIG-B時間碼元不能被正確解碼，或者不能被解碼，這時便不能使用時間準確度來評估IRIG-B時間碼元的性能。FPGA模塊121根據高精度基準單元11提供的高精度時間標籤，對IRIG-B時間碼元的寬度和碼元的高電平或高幅值的寬度進行分析，檢測出寬度大於13ms的碼元、寬度小於9ms的碼元、高電平或高幅值的寬度小於lms的碼元和不能識別的碼元，並將寬度大於13ms的IRIG-B時間碼元類型標記為W，將寬度小於9ms的IRIG-B時間碼元類型標記為w，將高電平或高幅值的寬度小於lms的IRIG-B時間碼元類型標記為X，將不能識別的IRIG-B時間碼元類型標記為X，對於正常的碼元，直接記錄碼元為P/0/1。通過對IRIG-B時間碼元的時間特性進行分析，得到了哪些是正常碼元，哪些是異常碼元，及異常碼元的類型等信息。通過異常的碼元的類型、數量等信息能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估，判斷IRIG-B碼時間同步信號質量的好壞。如果出現異常的碼元，表示IRIG-B碼時間同步信號有問題，將這些異常的碼元進行記錄並分類，通過查看已經分類的異常的碼元的信息，有助於快速定位IRIG-B碼時間同步信號的問題。
[0025]在步驟S4，整理模塊122對FPGA模塊輸出的信息進行處理。FPGA模塊121輸出的信息包括IRIG-B時間碼元的原始信息和對異常碼元進行分類標記後的信息。整理模塊122對FPGA模塊輸出的信息進行處理，是為信息的存儲和信息的顯示做準備。
[0026]在步驟S5，整理模塊122對FPGA模塊輸出的信息處理完成後，將所述信息通過人機界面單元14進行顯示,人機界面單元14可以是IXD(Liquid Crystal Display)顯示屏，直觀的將IRIG-B時間碼元信息展示給用戶，方便用戶使用，人機界面單元14還可以顯示IRIG-B時間碼元解碼後的時間信息。在人機界面單元14上顯示的信息例如可以是:P0010W101P1001wll00P110000000P，對於這樣一串IRIG-B時間碼元，P/0/1表示正常的碼元，「W」表示那一位的碼元寬度大於13ms，「w」表示那一位的碼元寬度小於9ms，「W」和「w」均表示異常的碼元。通過異常碼元的類型、數量等信息能夠對IRIG-B碼時間同步信號進行評估，並且異常碼元的類型、數量等信息也為IRIG-B碼時間同步信號問題的快速定位提供幫助。
[0027]在步驟S6，整理模塊122對FPGA模塊輸出的信息處理完成後，將信息存儲於存儲單元13中，存儲的信息包括原始的IRIG-B時間碼元信息和FPGA模塊121對IRIG-B時間碼元進行分類標記的信息。這樣當IRIG-B碼時間同步信號出現問題時，通過回放存儲的IRIG-B時間碼元，查看標記為X/x/W/w的異常碼元的詳細信息，有助於快速定位問題。
【權利要求】
1.一種用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，該裝置包括輸入單元(10)、高精度基準單元(11)和核心處理單元(12)； 所述輸入單元(10)與所述核心處理單元(12)連接； 所述高精度基準單元(11)與所述核心處理單元(12)連接； 所述核心處理單元(12)包括FPGA模塊(121)。
2.根據權利要求1所述的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，所述核心處理單元(12)還包括整理模塊(122)，所述整理模塊(122)與所述FPGA模塊(121)連接。
3.根據權利要求2所述的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括存儲單元(13)，所述存儲單元(13)與所述核心處理單元(12)連接。
4.根據權利要求2所述的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括人機界面單元(14)，所述人機界面單元(14)與所述核心處理單元(12)連接。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，所述輸入單元(10)包括直流輸入模塊和交流輸入模塊。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的用於分析IRIG-B時間碼元的裝置，其特徵在於，所述高精度基準單元(11)包括北鬥/GPS衛星接收模塊。
【文檔編號】H04J3/06GK204119248SQ201420605576
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】趙旭陽, 劉晶, 黃堯, 陳慶邦 申請人:上海遠景數字信息技術有限公司