本實用新型涉及計算機(jī)授時技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種計算機(jī)PCI-E授時卡。
背景技術(shù)：
GPS/北斗不僅是高精度定位系統(tǒng)，而且也是高精度的實時標(biāo)準(zhǔn)時間信號。GPS/北斗定位授時24小時全天候，目前，GPS/北斗接收機(jī)輸出的1PPS秒脈沖信號與標(biāo)準(zhǔn)時間的最大誤差不超過±20ns。另外，GPS/北斗接收機(jī)可以通過串口輸出包含當(dāng)前UTC時間(協(xié)調(diào)世界時)的語句，因此，若分散在各地的各測控設(shè)備都采用GPS/北斗時間校時，則可免去各測控設(shè)備與測控中心的時間信息傳遞，并取得高精度的時間同步。
IRIG是美國靶場儀器組的簡稱。IRIG時間標(biāo)準(zhǔn)有兩大類：一類是并行時間碼格式，這類碼是并行格式，傳輸距離較近，且是二進(jìn)制，因此遠(yuǎn)不如串行格式廣泛；另一類是串行時間碼，共有六種格式，即A、B、D、E、G、H。它們的主要差別是時間碼的幀速率不同，IRIG-B即為其中的B型碼。IRIG-B在我國的授時領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其中IRIG-B(DC)為直流碼，IRIG-B(AC)為交流碼。
PCI外部設(shè)備互連總線是英特爾(Intel)公司1991年下半年首先提出的，并得到IBM、AST、HP、和DELL等100多家計算機(jī)公司的響應(yīng)，于1993年正式推出了PCI局部總線標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)允許在計算機(jī)內(nèi)安裝多達(dá)10個遵從PCI標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展卡。
PCI-E(PCI Express)是新一代的總線接口。2001年英特爾公司提出了要用新一代的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接，并稱之為第三代I/O總線技術(shù)。隨后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開始起草新技術(shù)的規(guī)范，并在2002年完成，對其正式命名為PCI Express。它采用了點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)，每個設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬。
原有的計算機(jī)PCI授時卡有兩個問題：
(1)PCI總線接口已經(jīng)逐步被取代，新的計算機(jī)出廠很少有PCI總線的插槽而是配備PCI-E插槽；
(2)原有的PCI授時卡，只跟GPS系統(tǒng)對時間的，方法比較單一。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
為此，本實用新型的目的在于提出一種計算機(jī)PCI-E授時卡，設(shè)置PCI-E授時卡與計算機(jī)硬件連接方式為PCI-E插槽連接，兼容性更好，可以完美的集成在計算機(jī)內(nèi)部，不影響計算機(jī)的美觀和計算機(jī)的可移動性能。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的實施例提供一種計算機(jī)PCI-E授時卡，所述PCI-E授時卡安插到個人計算機(jī)PC的PCI-E插槽中，所述PCI-E授時卡包括：衛(wèi)星接收機(jī)、串/并轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動器、控制模塊、信號處理模塊、接口芯片、PCI-E總線接口，其中，所述衛(wèi)星接收機(jī)與衛(wèi)星天線相連以接收衛(wèi)星信號；所述串/并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與所述衛(wèi)星接收機(jī)相連，所述串/并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述控制模塊相連；所述驅(qū)動器的輸入端與所述衛(wèi)星接收機(jī)相連，以接收來自所述衛(wèi)星接收機(jī)的1PPS脈沖信號；所述接口芯片的輸入端通過通訊接口接入IRIG-B信號，所述接口芯片的輸出端與所述信號處理模塊的輸入端相連，由所述信號處理模塊對所述IRIG-B信號進(jìn)行處理；所述控制模塊的輸入端與所述串/并轉(zhuǎn)換模塊、所述驅(qū)動器和所述信號處理模塊的輸出端相連，所述控制模塊的輸出端與所述通訊接口和所述PCI-E總線接口相連，以根據(jù)所述IRIG-B信號獲取當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號，并發(fā)送至所述通訊接口和所述PCI-E總線接口；所述PCI-E總線接口進(jìn)一步與個人計算機(jī)PC相連，以發(fā)送當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號至所述個人計算機(jī)PC，對所述個人計算機(jī)PC進(jìn)行授時。
進(jìn)一步，所述衛(wèi)星接收機(jī)為GPS衛(wèi)星接收機(jī)或北斗衛(wèi)星接收機(jī)，其中，所述GPS衛(wèi)星接收機(jī)與GPS衛(wèi)星天線相連，所述北斗衛(wèi)星接收機(jī)與所述北斗衛(wèi)星天線相連。
進(jìn)一步，所述通訊接口采用DB9接口。
進(jìn)一步，所述控制模塊采用微控制器MCU，所述MCU通過PCI總線與所述PCI-E總線接口進(jìn)行通信。
進(jìn)一步，所述PCI-E授時卡安插到所述個人計算機(jī)PC的PCI-E插槽中，發(fā)送當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號至所述個人計算機(jī)PC，對所述個人計算機(jī)PC進(jìn)行授時。
本實用新型實施例的計算機(jī)PCI-E授時卡，具有以下有益效果：
(1)PCI-E授時卡與計算機(jī)硬件連接方式為PCI-E插槽連接，兼容性更好，可以完美的集成在計算機(jī)內(nèi)部，不影響計算機(jī)的美觀和計算機(jī)的可移動性能。
(2)PCI-E授時卡可以選用多種時鐘源信號，支持GPS/北斗、IRIG-B(AC、DC)碼多種授時源。
(3)使用1PPS硬件中斷方式觸發(fā)系統(tǒng)中斷，實時性強(qiáng)且精度高。
(4)硬件安裝和軟件操作都非常簡單，適合大多數(shù)人使用。
(5)單獨(dú)提供動態(tài)鏈接庫文件，用戶可以將其嵌入到自己的系統(tǒng)中，進(jìn)行二次開發(fā)，極大的滿足了客戶的需求。
本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
附圖說明
本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1為根據(jù)本實用新型實施例的計算機(jī)PCI-E授時卡的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
如圖1所示，本實用新型實施例的計算機(jī)PCI-E授時卡，包括：衛(wèi)星接收機(jī)1、串/并轉(zhuǎn)換模塊2、驅(qū)動器3、控制模塊4、信號處理模塊5、接口芯片6和PCI-E總線接口7。其中，PCI-E授時卡安插到個人計算機(jī)PC的PCI-E插槽中。
具體地，衛(wèi)星接收機(jī)1與衛(wèi)星天線相連以接收衛(wèi)星信號。
在本實用新型的一個實施例中，衛(wèi)星接收機(jī)1為GPS衛(wèi)星接收機(jī)1或北斗衛(wèi)星接收機(jī)1。其中，GPS衛(wèi)星接收機(jī)1與GPS衛(wèi)星天線相連，北斗衛(wèi)星接收機(jī)1與北斗衛(wèi)星天線相連。衛(wèi)星接收機(jī)1接收到衛(wèi)星信號并解算出當(dāng)前的時間、經(jīng)度、緯度、高度坐標(biāo)、UTC(世界協(xié)調(diào)時)的時間數(shù)據(jù)等信息，傳輸至控制模塊44。
串/并轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端與衛(wèi)星接收機(jī)1相連，串/并轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端與控制模塊4相連。由于衛(wèi)星接收的輸出接口為串口，通過串/并轉(zhuǎn)換模塊2將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，發(fā)送至控制模塊4
衛(wèi)星接收機(jī)1進(jìn)一步輸出秒脈沖1PPS信號，該信號的精度可以達(dá)到±20ns。驅(qū)動器3的輸入端與衛(wèi)星接收機(jī)1相連，以接收來自衛(wèi)星接收機(jī)1的1PPS脈沖信號。
接口芯片6的輸入端通過通訊接口接入IRIG-B信號，接口芯片6的輸出端與信號處理模塊5的輸入端相連，由信號處理模塊5對IRIG-B信號進(jìn)行處理，解算出當(dāng)前的時間和1PPS信號，傳輸至控制模塊4。
在本實用新型的一個實施例中，通訊接口8可以采用DB9接口。
控制模塊4的輸入端與串/并轉(zhuǎn)換模塊2、驅(qū)動器3和信號處理模塊5的輸出端相連，控制模塊4的輸出端與通訊接口和PCI-E總線接口7相連，根據(jù)IRIG-B信號獲取當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號，并發(fā)送至通訊接口和PCI-E總線接口7。
具體地，當(dāng)時間源采用外部輸入IRIG-B碼時，控制模塊4的解碼電路能夠根據(jù)B碼的起點前沿信號產(chǎn)生同步秒脈沖信號，該信號的精度可以達(dá)到±50ns，同時可以輸出解析B碼中的時間信息。
在本實用新型的一個實施例中，秒脈沖1PPS脈沖信號經(jīng)過驅(qū)動后，通過MAX232芯片接入通訊接口DB9串口第一腳對外輸出。
在本實用新型的一個實施例中，控制模塊4采用微控制器MCU，MCU通過PCI總線與PCI-E總線接口7進(jìn)行通信，實現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)傳送。
PCI-E總線接口7進(jìn)一步與個人計算機(jī)PC相連，以發(fā)送當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號至個人計算機(jī)PC，對個人計算機(jī)PC進(jìn)行授時。
在本實用新型的一個實施例中，PC提供PCI-E總線的接口驅(qū)動程序，實現(xiàn)計算機(jī)軟件對總線數(shù)據(jù)的提取。
本實用新型的計算機(jī)PCI-E授時卡安插在PCI插槽內(nèi)，可完美地集成在計算機(jī)內(nèi)部。PCI-E插槽是目前計算機(jī)主板帶有最多數(shù)量的插槽類型。通常在臺式機(jī)主板上，設(shè)置有1～2個PCI-E插槽，從而使得本實用新型的通用性和實用性都非常強(qiáng)。其中，PCI-E授時卡安插到個人計算機(jī)PC的PCI-E插槽中，發(fā)送當(dāng)前時間和1PPS脈沖信號至個人計算機(jī)PC，對個人計算機(jī)PC進(jìn)行授時。
PCI-E卡接口方式可以由計算機(jī)主板提供電源，不需要外部單獨(dú)供電。只要將PCI-E授時卡插到PCI-E插槽中即可工作，在計算機(jī)機(jī)箱內(nèi)占用極小的空間，并且操作簡單，無須專業(yè)人員進(jìn)行任何操作，適合大多數(shù)人使用。
需要說明的是，無論使用內(nèi)部的衛(wèi)星接收機(jī)1授時，還是接收外部的IRIG-B碼輸入，都是先獲得標(biāo)準(zhǔn)的時間信息，之后產(chǎn)生一路中斷信號，響應(yīng)到中斷后通過個人計算機(jī)PC的Windows核心底層函數(shù)校準(zhǔn)系統(tǒng)時間。
具體地，個人計算機(jī)PC可以提供計算機(jī)授時軟件，軟件采用Windows API編程，支持的操作系統(tǒng)為Windows XP和Windows 7，程序穩(wěn)定、可靠。通過授時軟件中的按鈕切換，選擇當(dāng)前使用的時鐘源。軟件的中斷程序中檢測最新的秒起點中斷信號，相關(guān)的一些狀態(tài)值，當(dāng)確定這些值都為正常后，用有效的時間信息校對計算機(jī)的時間。在計算機(jī)授時軟件中，可以顯示當(dāng)前的時間和所用的時間源。例如，采用GPS/北斗時間源，還可以顯示經(jīng)緯度、時間等信息。
首先由軟件對時間源和端口進(jìn)行檢測和配置，配置完成后，等待PCI-E的信號中斷。當(dāng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)包時，接收數(shù)據(jù)包并解碼；當(dāng)產(chǎn)生秒脈沖中斷后，首先判斷當(dāng)前時間數(shù)據(jù)包是否已經(jīng)收到，且時間源狀態(tài)有效。如果時間數(shù)據(jù)包未達(dá)到狀態(tài)，則退出并等待下一次中斷到來，在顯示界面中提示數(shù)據(jù)無效；如果時間數(shù)據(jù)包解碼正常，且時間源狀態(tài)有效，則將時間數(shù)據(jù)中的秒時間加1后修正系統(tǒng)時間，并在軟件界面顯示。
在授時軟件打開之后，程序會將會按照注冊表中相關(guān)的設(shè)定自動運(yùn)行。當(dāng)程序接收到中斷信號后，如果當(dāng)前時間源狀態(tài)有效，則通過Windows的底層函數(shù)修改計算機(jī)的時間。本軟件可以在通用的計算機(jī)上穩(wěn)定的運(yùn)行。
本實用新型的計算機(jī)PCI-E授時卡配套提供動態(tài)鏈接庫文件，用戶可以將其嵌入到自己的系統(tǒng)中，進(jìn)行二次開發(fā)，極大的滿足了客戶的需求。
根據(jù)本實用新型實施例的計算機(jī)PCI-E授時卡，支持GPS/北斗、IRIG-B(AC、DC)碼多種授時源。利用GPS/北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)和IRIG-B碼的高精度的時間基準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)，硬件上以PCI-E卡的形式，將時間信息和精確的1PPS秒脈沖信號通過計算機(jī)的PCI-E總線接口7傳輸給計算機(jī)。再由軟件對計算機(jī)授時，另計算機(jī)時間實時與時間源達(dá)到同步，或者提供標(biāo)準(zhǔn)而且精確的時間信息給用戶進(jìn)行二次開發(fā)。本實用新型實現(xiàn)了PCI授時卡的升級換代，實現(xiàn)了計算機(jī)的高精度授時。
本實用新型實施例的計算機(jī)PCI-E授時卡，具有以下有益效果：
(1)PCI-E授時卡與計算機(jī)硬件連接方式為PCI-E插槽連接，兼容性更好，可以完美的集成在計算機(jī)內(nèi)部，不影響計算機(jī)的美觀和計算機(jī)的可移動性能。
(2)PCI-E授時卡可以選用多種時鐘源信號，支持GPS/北斗、IRIG-B(AC、DC)碼多種授時源。
(3)使用1PPS硬件中斷方式觸發(fā)系統(tǒng)中斷，實時性強(qiáng)且精度高。
(4)硬件安裝和軟件操作都非常簡單，適合大多數(shù)人使用。
(5)提供動態(tài)鏈接庫文件，用戶可以將其嵌入到自己的系統(tǒng)中，進(jìn)行二次開發(fā)，極大的滿足了客戶的需求。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。