基於1588協議的北鬥時間同步裝置及其應用的製作方法

2023-07-18 16:23:46 1

專利名稱：基於1588協議的北鬥時間同步裝置及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種時間同步裝置，具體地說是涉及一種基於IEEE 1588協議的北鬥 分布式系統時間同步裝置。
背景技術：
我國的北鬥衛星定位導航系統是繼GPS、GLONASS後全球第三個衛星定位導航 系統，授時性能優於GPS。在通信、電力等許多關鍵行業和應用領域中，採用北鬥衛星 系統作為時間源的時頻同步系統有著GPS系統無法替代的優勢，採用北鬥衛星時間源的 時頻同步技術已成為許多行業的時間同步網絡的技術標準。隨著以網絡技術為基礎的信息技術飛速發展，各種基於網絡技術的服務對時鐘 同步精度的要求越來越高，傳統的NTP網絡時間同步方式只能達到毫秒級的時間同步精 度，無法滿足更高精度的需求。IEEE 1588是基於網絡的精確時間同步協議，採用此協議 可以實現亞微秒級的時間同步精度，最高可以達到10納秒以下的同步精度，可以滿足最 苛刻的時間和頻率同步精度要求。目前業界的網絡時頻同步產品大部分採用GPS時間源和NTP時間同步技術，目 前還沒有成熟的採用北鬥時間源的IEEE 1588時鐘同步解決方案，相對於國內信息化產業 的高速發展，北鬥高精度網絡時間同步技術的發展已經相對滯後，成為北鬥時頻同步技 術發展中亟待解決的技術瓶頸。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種成熟的採用北鬥時間源的IEEE1588時鐘 同步解決方案，並且在該解決方案中提供的時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡的 授時時鐘。為實現上述目的，本發明採用以下技術方案一種基於1588協議的北鬥時間同步裝置包括北鬥時鐘源，提供北鬥1PPS/TOD時標信息和時鐘信號，並將輸出的時鐘信號 作為IEEE1588硬體單元的外部參考時鐘源；嵌入式微處理器，接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，對IEEE1588硬體單 元進行時鐘調整和時間戳讀取；並發送和接收IEEE1588報文，提供IEEEl588網絡授時 服務；IEEE1588硬體單元，提供外部參考時鐘源輸入接口，並根據接收到的外部參考 時鐘源生成IEEE1588時間戳、1588硬體時鐘的時間信息，並對IEEE1588報文進行處 理，最終將IEEE1588硬體時鐘恢復為IPPS信號輸出；IEEE1588協議棧軟體系統，它包括IEEE1588協議棧軟體、北鬥時鐘源接口和 IEEE1588硬體單元驅動模塊；所述的北鬥時鐘源接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標 信息並將該信息提供給IEEE1588協議棧軟體，同時北鬥時鐘源接口通過串口命令幀對北鬥時鐘源進行參數設置；所述的IEEE1588硬體單元驅動模塊對IEEE1588硬體單元進行 設置，讀取並調整IEEE1588硬體單元生成的時間戳；所述的IEEE1588協議棧軟體讀取 1PPS/T0D時標信息，調整IEEE1588硬體單元時鐘與北鬥時鐘源同步，並提供TOD時標
信息輸出。上述的嵌入式微處理器通過IPPS和UART接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時 標信息，經過內部的時間源接口模塊處理後，向IEEE1588協議棧軟體提供時標信息。
上述的IEEE1588硬體單元在乙太網物理接口層上實現。上述的IEEE 1588協議棧軟體系統通過串口命令幀對北鬥時鐘源進行坐標、波 束參數設置；並分別查詢北鬥時鐘源模塊的IPPS狀態、工作狀態、天線狀態、跟蹤衛星 數、坐標、波束、功率/誤碼參數。在IEEE 1588協議棧軟體中包括IEEE1588硬體接口層。一種上述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡授時時鐘的應用。上述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡的主時鐘。上述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡的從時鐘。採用上述技術方案的本發明，提供了一種成熟地採用北鬥時間源的IEEE1588時 鍾同步解決方案，即給出了一個整體的實施架構。採用本方案可以擺脫我國高精度時間 同步網絡應用領域對GPS系統的依賴，在通信、電力、自動化控制和檢測等領域有著廣 闊的應用空間。本發明的技術創新點如下1、北鬥時鐘源接口設計本發明在IEEE 1588協議棧實現了北鬥時鐘源的軟體/硬體接口，接口硬體類型 為UART和IPPS脈衝輸入，UART用來接收/發送TOD和串口命令幀。另外，嵌入式 微處理器通過IPPS和UART接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，經過時間源接 口模塊處理後，向1588協議棧軟體提供時標信息；而IEEE1588協議棧軟體通過串口命 令幀對北鬥時鐘源設置坐標、波束等參數，查詢北鬥時鐘源模塊IPPS狀態、模塊工作狀 態、天線狀態、跟蹤衛星數、坐標、波束、功率/誤碼等參數。2、IEEE 1588硬體時鐘參考時鐘源設計將北鬥時鐘源的時鐘輸出信號作為IEEE 1588硬體時鐘的參考時鐘源輸入，保證 IEEE 1588硬體時鐘與北鬥時鐘源的頻率和相位的同步，提高IEEE 1588本地時鐘精度， 從而提高網絡時間同步精度。3、IEEE 1588硬體接口層設計本發明在IEEE 1588協議棧軟體中實現了 IEEE 1588硬體接口層的設計，使協議 棧軟體設計和底層硬體實現分離，降低了模塊間的耦合性，提高了協議棧軟體的平臺兼 容性，便於開發/調試，提高系統可維護性。4、1PPS/TOD 輸出本發明實現了從IEEE 1588硬體單元和協議棧軟體恢復IPPS和TOD並輸出，這 一特性在IEEE 1588從時鐘設備的開發中尤為重要，從時鐘通過網絡向主時鐘同步本地時 鍾，並恢復IPPS和TOD輸出，供不支持網絡的設備或不支持IEEE 1588的網絡設備同步 時鐘。


圖1為本發明的硬體原理框圖；圖2為本發明中IEEE1588協議棧軟體系統的原理框圖；圖3為本發明中IEEE 1588硬體接口層的原理框圖；圖4為本發明中IEEE 1588硬體接口層讀取1588時間戳的流程圖；圖5為本發明中IEEE 1588硬體接口層設置1588硬體時鐘時刻值的流 程圖；圖6為本發明中IEEE 1588硬體接口層調整1588硬體時鐘時刻偏差的流程圖；圖7為本發明中IEEE 1588硬體接口層調節1588硬體時鐘工作頻率的流程圖；圖8為本發明中IEEE 1588硬體接口層初始化1588硬體單元的流程圖；圖9為本發明中IEEE 1588硬體接口層對1588硬體單元進行控制、設置操作的 流程圖；圖10為本發明中時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡授時時鐘的結構框 圖；圖11為本發明的IEEE1588主時鐘與北鬥高精度時鐘源的信息交互過程；圖12為本發明的IEEE1588主時鐘與從時鐘的同步過程。
具體實施例方式實施例1如圖1所示，本發明採用高性能嵌入式微處理器和在乙太網物理接口層實現的 IEEE 1588硬體解決方案，配合IEEE 1588協議棧軟體系統，實現完整的IEEE 1588解決 方案；通過UART和IPPS接口，接收北鬥衛星時鐘源的1PPS/TOD時標信息，並通過串 口命令幀對北鬥時鐘源進行配置/查詢等管理操作，實現北鬥衛星時鐘源接口。各個功能模塊的情況具體如下(1)北鬥時鐘源北鬥時鐘源提供三種信號，即北鬥1PPS/TOD時標信息和時鐘 信號，並其中輸出的時鐘信號作為IEEE1588硬體單元的外部參考時鐘源，保證IEEE1588 硬體時鐘與北鬥時鐘源的頻率/相位同步，從而提高了 IEEE 1588本地時鐘精度，提高了 網絡時間同步精度。(2)嵌入式微處理器採用高性能嵌入式SOC提供微處理器和各種外圍設備及 接口，通過UART和IO接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息；通過管理接口對 IEEE 1588硬體單元進行時鐘調整和時間戳讀取等操作；發送/接收IEEE 1588報文，提 供IEEE 1588網絡授時服務。(3) IEEE 1588硬體單元本實施例中，在乙太網物理接口層PHY實現對IEEE 1588協議的硬體支持，它主要包括IEEE 1588硬體時間戳單元、IEEE 1588硬體時鐘、 1588報文偵測處理、IEEE 1588控制單元等部分。其中，IEEE1588硬體時鐘提供外部參 考時鐘源的輸入接口，外部參考時鐘源為北鬥時鐘源，這樣能保證IEEE1588硬體時鐘與 北鬥時鐘源的頻率和相位的同步，提高IEEE1588本地時鐘精度，從而提高網絡時間同步 精度。上述的IEEE1588硬體時鐘提供時間信息給IEEE 1588硬體時間戳單元和IEEE 1588 控制單元中。上述的IEEE1588硬體時間戳單元根據報文偵測處理結果生成IEEE1588時間戳，1588報文偵測處理單 元根據通過PHY層的報文類型決定是否生成時間戳及相應其 他操作。而IEEE 1588控制單元接受嵌入式微處理器對IEEE 1588硬體單元的時鐘調整 和時間戳讀取等操作。(4) IEEEl588協議棧軟體系統它包括IEEE1588協議棧軟體、北鬥時鐘源接口 和IEEE1588硬體單元驅動模塊。另外還可以增加TCP/IP網絡接口等等。具體地說，北鬥時鐘源接口它接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，並提供接口將該 信息提供給IEEE1588協議棧軟體；北鬥時鐘源接口讀取時標信息後，調整IEEE1588硬 件時鐘與北鬥時鐘源同步，同時還可以通過串口命令幀對北鬥時鐘源進行參數設置，其 過程主要包括坐標、波束等參數設置，查詢北鬥時鐘源模塊IPPS狀態、模塊工作狀 態、天線狀態、跟蹤衛星數、坐標、波束、功率/誤碼等參數。IEEE1588硬體單元驅動模塊對IEEE1588硬體單元進行設置，讀取並調整 IEEE1588硬體單元生成的時間戳，其工作過程如下初始化IEEE1588硬體單元，設置 工作模式；讀取IEEE1588硬體時間戳；然後調整IEEE1588硬體時鐘時刻值和時鐘頻 率；最後讀取IEEE1588硬體時鐘當前時刻值。上述的IEEE1588硬體單元驅動模塊與 IEEE1588硬體接口層相連接，在本實施例中，在IEEE 1588協議棧軟體中實現了 IEEE 1588硬體接口層的設計，從而使協議棧軟體設計和底層硬體實現分離，降低了模塊間的 耦合性，提高了協議棧軟體的平臺兼容性，便於開發/調試，提高系統可維護性。具體 地說，IEEE 1588的硬體接口層分為兩部分，如圖3所示，即硬體無關部分和硬體相關部 分。其中，硬體無關部分向1588協議棧提供統一的1588時間戳接口和1588硬體控制接 口，協議棧中各模塊無需關心硬體的具體實現是怎樣的，只需通過調用1588時間戳接口 和1588硬體控制接口提供的函數，即可讀取1588硬體時間戳，以及完成1588硬體單元 的設置、1588硬體時鐘的調節等工作。硬體無關部分的具體實現形態就是一組定義和實 現方式固定的中間層函數，IEEE 1588協議棧各部分通過調用這些函數訪問IEEE 1588硬 件單元，而無需考慮具體硬體實現的差異。硬體無關部分定義如下接口函數如圖4 所示，readTimeStamp(deviceID，pTimeStamp)此函數讀取 1588 時間 戳。參數devicelD表示要訪問的設備標識；參數pTimeStamp為存放1588時間戳的指 針。此函數完成如下工作當判斷設備可以訪問時，調用readHWTS (pHWTS)函數；當 readHWTS(pHWTS)函數讀取成功時，判斷時間戳是否有效，並寫入有效的時間戳，返 回成功代碼。如圖5所示，SetTimeVaKdeviceID，time Value)此函數設置1588硬體時鐘的時 刻值。參數devicelD表示要訪問的設備標識；參數timeValue為要設置1588時鐘的時刻 值。此函數完成如下工作當判斷設備可以訪問時，調用setHWClkCnt(clkVal)函數； 當setHWClkCntfclkVal)函數讀取成功時，判斷設置是否成功，若成功則返回成功代碼。如圖6 所示，adjClockOff(devicelD，dirFlag, timeOff, seqFlag)此函數調整 1588硬體時鐘的時刻偏差。參數devicelD表示要訪問的設備標識；參數dirFlag指示時刻 偏差正負屬性，0為正偏差，1為負偏差；參數timeOff為時刻偏差絕對值；參數seqFlag 表示調整方式，0為步進調整，1為連續調整。此函數完成如下工作當判斷設備可以 訪問時，首先設置指示時刻偏差的正負屬性。若為正偏差，則調用StepAdjClk(clkOff，dirFlag)函數；若為負偏差，則計算連續調整參數，並調用seqAdjClk(seqAdjDuration， seqAdjFreq)函數。當完成上述兩種步驟後，判斷是否調整成功，並返回相應的代碼。如圖7 所示，adjRateNormaKdevicelD，dirFlag, RateOff)此函數調節 1588 硬體時鐘的工作頻率。參數devicelD表示要訪問的設備標識；參數dirFlag指示頻率偏差正 負屬性，0為正偏差，1為負偏差；參數RateOff為頻率偏差絕對值。此函數完成如下工 作當判斷設備可以訪問時，調用adjClkFreqfclkFreqOff，dirFlag)函數，然後判斷調整 設置是否成功，並返回相應的代碼。如圖8所示，initP^Unit(devicelD)此函數初始化1588硬體單元，包括初始化 1588硬體時鐘、使能1588時間戳單元等操作。參數devicelD表示要訪問的設備標識。 此函數完成如下工作當判斷設備可以訪問時，調用enPTPHWClkfenFlag)函數，然後 再調用enPTPHWTSgentenFlag)函數，最後判斷初始化是否成功，並返回相應的代碼。如圖9 所示，ptpUnitConfig(deviceID，cmdType, Param)此函數對 1588 硬體 單元進行控制、設置操作。參數devicelD表示要訪問的設備標識；參數cmdType表示要 進行的操作類型；參數Param為相應操作的參數。而硬體相關部分根據具體的1588硬體單元的實現方式，通過IEEE 1588硬體驅 動模塊訪問1588硬體單元，完成從1588硬體單元讀取時間戳，調節1588硬體時鐘，設 置1588硬體單元工作模式等工作。硬體相關部分是一組接口定義固定的中間層函數，這 些函數的具體實現根據具體硬體單元的功能和特性而定，通過硬體相關部分的中間接口 設計，IEEE 1588硬體接口層可以支持不同類型的IEEE 1588硬體單元。硬體相關部分定義如下函數接口，根據具體1588硬體單元的實現，實現這些函 數功能readHWTS(pHWTS)此函數訪問1588硬體單元，讀取1588硬體時間戳。參 數pHWTS為存放1588時間戳的指針。setHWClkCnt(clkVal)此函數訪問1588硬體單元，設置1588硬體時鐘的計數 值。參數clkVal為要寫入的1588硬體時鐘計數值。stepAdjClk(clkOff，dirFlag)此函數訪問I588硬體單元，在當前I588硬體時 鍾計數加上(dirFlag = 0)或減去(dirFlag = 1) 一個修正值，調整時鐘偏差。參數clkOff
為修正值；參數dirFlag指示修正值的正負屬性，0為正，1為負。seqAdjClk(seqAdjDuration, seqAdjFreq)此函數訪問 I588 硬體單元，以連續 調整的方式，修正1588硬體時鐘偏差。參數seqAdjDuration為連續調整持續時間；參數 seqAdjFreq為連續調整時的1588硬體時鐘工作頻率。adjClkFreq(clkFreqOff，dirFlag)此函數訪問 I588硬體單元，調整 I588 硬體時 鐘的工作頻率偏差。參數ClkFreqOff為1588硬體時鐘頻率偏差絕對值；參數dirFlag指 示偏差的正負屬性，O為正偏差，1為負偏差。enPTPHWClk(enFlag)此函數使能或禁用1588硬體時鐘。參數enFlag指示使
能或禁用，0為禁用，1為使能。enPTPHWTSgen(enFlag)此函數使能或禁用I588時間戳功能。參數enFlag指
示使能或禁用，0為禁用，1為使能。IEEE1588協議棧軟體讀取從北鬥時鐘源接口傳來的1PPS/T0D時標信息，調整IEEE1588硬體單元時鐘與北鬥時鐘源同步。它主要包括①IEEE1588協議引擎， 該協議引擎可實現IEEE1588協議棧狀態機，並對協議棧數據集進行變量更新、埠狀態 遷移和報文處理等等；②最佳時鐘算法BMC，它實現了 BMC算法的輸出，並利用算法 對時鐘源進行選擇和埠狀態判定等功能；③時鐘調整算法計算時鐘偏差，調整本地 時鐘，保持本地時鐘與主時鐘同步；上述的時鐘調整算法可以為簡單的算術平均，也可 以為其他的調整方法，均為本領域普通技術人員所熟知的技術；④網絡接口模塊實現 1588報文接收和發送；⑤IEEE 1588硬體接口層向1588協議棧提供讀取硬體時間戳標 準接口，向時鐘調整算法提供IEEE 1588硬體時鐘調整接口 ；通過IEEE 1588硬體驅動模 塊讀取硬體時間戳，調整1588硬體時鐘；⑥報文處理解析並處理收到的1588報文， 然後封裝1588報文並發送；需要指出的是，上述的解析、封裝報文均為本領域普通技術 人員所熟知的技術；⑦管理模塊提供管理接口，管理協議棧埠狀態、時鐘源選擇， 並提供協議棧信息查詢；⑧日誌模塊記錄日誌信息。最後，從IEEE 1588協議棧和硬體單元恢復1PPS/TOD時鐘信號，供通過IPPS/ TOD方式授時的設備同步時鐘。本實施例實現了標準的IEEE 1588普通時鐘協議棧，通過IEEE 1588硬體接口 層的設計，實現了協議棧軟體設計和具體硬體實現相互獨立，提高了設計的模塊化，降 低了模塊間耦合度，提高了系統的平臺兼容性。協議棧採用串口命令幀對北鬥時鐘源模 塊進行參數設置，模塊狀態和北鬥信息查詢等操作，提供完整的北鬥時間源模塊軟體接 口，實現IEEE 1588協議棧對北鬥時間源模塊的軟體支持，如圖2為本發明的軟體協議棧 結構圖。利用上述的時間同步裝置，並將其作為IEEE1588時間同步網絡授時時鐘，在本 實施例中，該時間同步裝置作為IEEE1588時間同步網絡的主時鐘，對支持IEEE 1588協 議的網絡設備提供授時服務，如圖10所示。如圖11所示，本實施例中，IEEE1588時鐘同步裝置與北鬥時鐘源的信息交互包 括以下內容①1588主時鐘設置本地坐標和波束其中，本地坐標包括本地的緯度、經度和 高程等等；當設置波束時，由於北鬥時鐘源一般含有多個通道，分別指定各通道波束。②北鬥高精度時鐘源返回設置響應；若響應成功，則繼續執行步驟③，若響應 失敗，則返回步驟①。③1588主時鐘查詢北鬥時鐘源模塊的IPPS狀態IEEE1588主時鐘發送IPPS狀
態查詢信息，查詢IPPS是否可用，並接收來自北鬥時鐘源模塊的回覆。④1588主時鐘查詢模塊工作狀態是否正常1588主時鐘發送模塊狀態查詢信 息，並接收查詢的回覆。⑤1588主時鐘查詢天線狀態1588主時鐘發送天線狀態查詢信息，並接收查詢 的回覆，上述天線的狀態包括正常、通路、短路和異常。⑥1588主時鐘查詢跟蹤衛星數1588主時鐘發送當前跟蹤衛星數的查詢信息， 並接收查詢的回覆。⑦1588主時鐘查詢本地坐標1588主時鐘發送本地坐標的查詢信息，並接收查 詢的回覆。
⑧1588主時鐘查詢波束1588主時鐘發送波束的查詢信息，並接收查詢的回覆。⑨1588主時鐘查詢功率/誤碼1588主時鐘發送功率/誤碼的查詢信息，並接 收查詢的回覆。⑩1588主時鐘接收1PPS、TOD信息1588主時鐘實時接收北鬥高精度時鐘源 的IPPS和TOD信息，調節1588硬體時鐘與北鬥時鐘源同步。其調整過程如下i、初始化本地時鐘，使其在一個標準的頻率下運行；ii、讀取北鬥時鐘源輸出信息，判斷北鬥高精度時鐘源輸出的時間信息是否可 用，如果可用，轉向iii;如果不可用，轉向V;iii、如果北鬥高精度時鐘源輸出的時間信息可用，那麼計算IEEE 1588硬體時鐘 的時間與北鬥時鐘源輸出時間的差值，如果不小於1秒，將1588硬體時鐘的時間值加上 或減去此差值，使1588硬體時鐘與北鬥時鐘源時間同步；如果小於1秒，則根據差值計 算一個臨時工作頻率和臨時工作頻率工作時長，使1588硬體時鐘在此臨時工作頻率下工 作一段時間，此時間段長度為上述臨時工作頻率工作時長，在這段時間內，將1588硬體 時鐘的時刻偏差以均勻連續的方式調整，直至1588時鐘與北鬥時鐘源時間同步；iv、根據時間差值計算1588硬體時鐘當前工作頻率，將當前工作頻率值與歷史 記錄值求平均值，並將此平均值設定為1588硬體時鐘新的工作頻率，轉向ii;ν、根據1588硬體時鐘精度，在一段時間內，維護本地時間可用，轉向ii。實施例2本實施例與實施例1不同的是，本實施例在實施例1的基礎上，將IEEE1588時 鍾同步裝置同時作為IEEE1588時間同步網絡的主時鐘和從時鐘，其結構如圖10所示。其 中，北鬥時鐘源與1588主時鐘通訊，1588主時鐘與1588從時鐘通過分組交換網通訊，如 利用乙太網通訊，最終由1588從時鐘輸出TOD/IPPS信息。當時鐘同步裝置作為IEEE 1588從時鐘時，可通過網絡向主時鐘同步本地時鐘，並恢復IPPS和TOD時標輸出，供 不支持IEEE 1588的設備同步時鐘。其中，1588主時鐘通過1588協議與1588從時鐘進 行同步的過程如圖12所示1、主時鐘發送同步信息sync幀，並記錄時間戳Tl;2、從時鐘接收同步信息sync幀，並記錄時間戳T2;3、主時鐘發送跟隨信息Follow_up幀，包含時間戳Tl;4、從時鐘發送延時請求Delay_req，並記錄時間戳T3;5、主時鐘接收延時請求Delay_req，並記錄時間戳T4;6、主時鐘發送延時響應Delay_resp，包含時間戳Τ。最後，計算出兩者的差值offset = [(Τ2-Τ1)_(Τ4-Τ3)]/2，時鐘調整算法與主時
鐘相似。其他技術方案與實施例1相同。實施例3本實施例與實施例1不同的是，在本實施例中，ΙΕΕΕ1588硬體單元在乙太網 MAC層上實現，其實現其他技術方案與實施例1相同。
權利要求
1.一種基於1588協議的北鬥時間同步裝置，其特徵在於，它包括北鬥時鐘源，提供北鬥1PPS/TOD時標信息和時鐘信號，並將輸出的時鐘信號作為 IEEE1588硬體單元的外部參考時鐘源；嵌入式微處理器，接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，對IEEE 1588硬體單元 進行時鐘調整和時間戳讀取；並發送和接收IEEE1588報文，提供IEEE1588網絡授時服 務；IEEE1588硬體單元，提供外部參考時鐘源輸入接口，並根據接收到的外部參考時鐘 源生成IEEE1588時間戳、1588硬體時鐘的時間信息，並對IEEE1588報文進行處理，最 終將IEEE 1588硬體時鐘恢復為IPPS信號輸出；IEEE1588協議棧軟體系統，它包括IEEE1588協議棧軟體、北鬥時鐘源接口和 IEEE1588硬體單元驅動模塊；所述的北鬥時鐘源接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標 信息並將該信息提供給IEEE1588協議棧軟體，同時北鬥時鐘源接口通過串口命令幀對北 鬥時鐘源進行參數設置；所述的IEEE1588硬體單元驅動模塊對IEEE1588硬體單元進行 設置，讀取並調整IEEE1588硬體單元生成的時間戳；所述的IEEE1588協議棧軟體讀取 1PPS/TOD時標信息，調整IEEE1588硬體單元時鐘與北鬥時鐘源同步，並提供TOD時標 信息輸出。
2.根據權利要求1所述的基於1588協議的北鬥時間同步裝置，其特徵在於所述的 嵌入式微處理器通過IPPS和UART接口接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，經過內 部的時間源接口模塊處理後，向IEEE1588協議棧軟體提供時標信息。
3.根據權利要求1所述的基於1588協議的北鬥時間同步裝置，其特徵在於所述的 IEEEl588硬體單元在乙太網物理接口層上實現。
4.根據權利要求1所述的基於1588協議的北鬥時間同步裝置，其特徵在於所述的 IEEE 1588協議棧軟體系統通過串口命令幀對北鬥時鐘源進行坐標、波束參數設置；並分 別查詢北鬥時鐘源模塊的IPPS狀態、工作狀態、天線狀態、跟蹤衛星數、坐標、波束、 功率/誤碼參數。
5.根據權利要求1所述的基於1588協議的北鬥時間同步裝置，其特徵在於在所述 的IEEE 1588協議棧軟體中包括IEEE1588硬體接口層。
6.一種如權利要求1或2或3或4或5所述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同步 網絡授時時鐘的應用。
7.根據權利要求6所述的，其特徵在於所述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同 步網絡的主時鐘。
8.根據權利要求6所述的，其特徵在於所述的時間同步裝置作為IEEE1588時間同 步網絡的從時鐘。
全文摘要
本發明公開了一種基於1588協議的北鬥時間同步裝置，北鬥時鐘源提供北鬥1PPS/TOD時標信息和時鐘信號，並將輸出的時鐘信號作為IEEE1588硬體單元的外部參考時鐘源；嵌入式微處理器接收北鬥時鐘源的1PPS/TOD時標信息，對IEEE1588硬體單元進行時鐘調整和時間戳讀取；並發送和接收IEEE1588報文，提供IEEE1588網絡授時服務；IEEE1588硬體單元提供外部參考時鐘源輸入接口，並根據接收到的外部參考時鐘源生成IEEE1588時間戳、1588硬體時鐘的時間信息，並對IEEE1588報文進行處理，最終將IEEE1588硬體時鐘恢復為1PPS信號輸出；IEEE1588協議棧軟體系統包括IEEE1588協議棧軟體、北鬥時鐘源接口和IEEE1588硬體單元驅動模塊。
文檔編號H04L29/06GK102013967SQ20091006608
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月8日 優先權日2009年9月8日
發明者吳淑琴, 李波, 楊光, 王文瑜, 賈小波 申請人:鄭州威科姆科技股份有限公司