本發(fā)明涉及時(shí)鐘同步領(lǐng)域，具體來(lái)講涉及一種1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著通信技術(shù)不斷發(fā)展及技術(shù)指標(biāo)的不斷提高，時(shí)間同步(含頻率同步和相位同步)功能成為網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備必須支持的基本功能。1588時(shí)間同步是一種高精度的時(shí)間同步協(xié)議，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是將源節(jié)點(diǎn)的提供的時(shí)鐘源的1pps(秒脈沖)和tod(日時(shí)間)以報(bào)文交互的形式傳遞到各個(gè)從節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步。

而在各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，業(yè)務(wù)板卡和主控板卡之間的實(shí)時(shí)時(shí)間同樣需要同步。1588同步核心單元位于主控板卡上，主控板卡需要將本地實(shí)時(shí)時(shí)間傳送到業(yè)務(wù)盤卡，以便業(yè)務(wù)板卡準(zhǔn)確更新1588時(shí)戳。主控板卡和業(yè)務(wù)板卡之間通過(guò)背板總線實(shí)現(xiàn)通信。按照常規(guī)方案，要在背板上傳送1pps+tod信息，需要時(shí)鐘、pps端口和串行tod端口，至少占用3根背板總線。

在核心網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中，背板總線用來(lái)實(shí)現(xiàn)各單板之間的信號(hào)互連，是構(gòu)成設(shè)備的重要元素。隨著設(shè)備容量越來(lái)越大、單板密度越來(lái)越高，背板總線速率、帶寬和集成度不斷提高，但是背板總線資源有限，占用背板總線根數(shù)越多，通信的穩(wěn)定性越差。另外，多背板總線通信中，多根背板總線之間存在相互干擾的情況，為了同步的需要，要求各背板總線長(zhǎng)度相同，如果長(zhǎng)度不同，對(duì)于同步傳輸會(huì)產(chǎn)生一定影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)及方法，通過(guò)單根總線傳送1pps+tod信息，節(jié)約背板總線資源，提高通信穩(wěn)定性，不影響同步傳輸。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取一種1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和接收端通過(guò)一根背板總線相連；

所述發(fā)送端包括：

第一采樣模塊，用于設(shè)置對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)并采樣；

存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)采樣得到的tod信息；

組幀模塊，用于將存儲(chǔ)模塊中tod信息封裝成待發(fā)送的tod幀；tod幀包括幀頭、幀序號(hào)、類型、長(zhǎng)度、tod數(shù)據(jù)凈荷、校驗(yàn)字段和用于填充兩個(gè)tod幀間隙的空符號(hào)；

校驗(yàn)?zāi)K，用于計(jì)算待發(fā)送tod幀的校驗(yàn)字段；

編碼發(fā)送模塊，用于對(duì)待發(fā)送tod幀編碼，編碼后的tod幀攜帶發(fā)送端的時(shí)鐘上升沿信息，還用于將編碼后的tod幀發(fā)送至接收端；

所述接收端包括：

鎖相環(huán)倍頻模塊，用于從接收到的tod幀編碼數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出時(shí)鐘信息；

第二采樣模塊，用于在恢復(fù)出的時(shí)鐘域內(nèi)，找到tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣；

幀同步模塊，用于尋找?guī)^特定碼型完成幀同步，并將是否有幀丟失信息傳送給tod維護(hù)模塊；

解碼模塊，用于對(duì)接收的tod串行比特信息解碼成tod幀；

解幀模塊，用于將解碼后的tod幀分解為各個(gè)字段，傳送給校驗(yàn)?zāi)K；

校驗(yàn)?zāi)K，用于通過(guò)校驗(yàn)和的方式校驗(yàn)tod幀，并將校驗(yàn)結(jié)果傳送給tod維護(hù)模塊；

tod維護(hù)模塊，用于tod幀未丟失且校驗(yàn)正確時(shí)，利用當(dāng)前接收tod更新接收端本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期，本地tod自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成接收端tod實(shí)時(shí)與發(fā)送端tod同步；或者用于在tod幀丟失或tod校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一采樣模塊以125m的時(shí)鐘按照1秒10000次的頻率采樣本地tod信息，第二采樣模塊與第一采樣模塊采樣周期相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述編碼發(fā)送模塊采用待發(fā)送tod幀的比特信息流調(diào)制發(fā)送時(shí)鐘的下降沿相位，上升沿相位保持不變，調(diào)制后的串行tod信息是25mbits/s的編碼碼片的速率，調(diào)制后承載的有效信息速率為6.25mbits/s。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述發(fā)送端本地tod信息為125m時(shí)鐘域，包含80比特信息，48比特秒值，32比特納秒值，tod納秒值為0時(shí)是pps脈沖的位置；所述接收端從鎖相環(huán)倍頻恢復(fù)出的時(shí)鐘為125m，該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。

本發(fā)明還提供一種1pps+tod信息單總線傳送同步方法，包括：發(fā)送端通過(guò)第一采樣模塊設(shè)置每秒對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)，并采樣存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中，組幀模塊使用校驗(yàn)?zāi)K計(jì)算的校驗(yàn)字段、對(duì)每次采集的tod信息進(jìn)行一次組幀，再由編碼發(fā)送模塊對(duì)待發(fā)送tod幀進(jìn)行串行編碼后傳送給接收端；接收端的鎖相環(huán)倍頻模塊從收到的tod編碼數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出時(shí)鐘信息，通過(guò)第二采樣模塊找到碼元的中間時(shí)刻并采樣，幀同步模塊通過(guò)尋找?guī)^信息進(jìn)行幀同步，判斷是否有幀丟失；然后將找到幀頭信息的tod幀通過(guò)解碼和解幀得到各個(gè)字段，以校驗(yàn)和的方式對(duì)tod幀中校驗(yàn)字段進(jìn)行校驗(yàn)；當(dāng)tod幀校驗(yàn)正確且無(wú)丟失時(shí)，tod維護(hù)模塊利用正確的tod更新本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成tod實(shí)時(shí)與發(fā)送端tod同步；對(duì)于tod幀丟失或校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，tod維護(hù)模塊利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，幀同步模塊以滑動(dòng)移位寄存器的方式尋找?guī)^的特定碼型完成幀同步，通過(guò)監(jiān)測(cè)兩個(gè)tod幀幀頭的時(shí)間間隔與發(fā)送端兩個(gè)tod幀之間的采樣發(fā)送時(shí)間間隔是否相等判斷是否有幀丟失。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述編碼tod幀的編碼方案為，用碼元1000表示信息比特1，用碼元1110表示信息比特0，用碼元1100表示填充兩幀間隙的空閑信息；幀頭的特定碼型為01110110。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，發(fā)送端tod采樣的本地時(shí)鐘域?yàn)?25m，組幀后的tod幀采用25mbits/s編碼碼片的速率，即實(shí)際以6.25mbits/s的有效信息數(shù)據(jù)流傳送給接收端；接收端鎖相環(huán)倍頻恢復(fù)的時(shí)鐘域?yàn)?25m，該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述tod維護(hù)模塊進(jìn)行秒部分更新包括步驟：

b101.判斷是否tod幀頭到達(dá)、tod幀無(wú)丟失且校驗(yàn)正確，若是，進(jìn)入b102；若否，進(jìn)入b105；

b102.判斷接收納秒是否大于等于10⁹-δt，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，若是，進(jìn)入b103；若否，進(jìn)入b104；

b103.本地秒＝接收秒+1，結(jié)束；

b104.本地秒＝接收秒，結(jié)束；

b105.判斷本地納秒部分是否大于等于10⁹-δx，若是，進(jìn)入b106；若否，進(jìn)入b107；

b106.本地秒＝本地秒+1，結(jié)束；

b107.本地秒＝本地秒，結(jié)束。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述tod維護(hù)模塊進(jìn)行納秒部分更新包括步驟：

a101.判斷是否tod幀頭到達(dá)、tod幀無(wú)丟失且校驗(yàn)正確，若是，進(jìn)入a102；若否，進(jìn)入a105；

a102.判斷接收納秒是否大于等于10⁹-δt，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，若是，進(jìn)入a103；若否，進(jìn)入a104；

a103.本地納秒＝接收納秒+δt-10⁹，結(jié)束；

a104.本地納秒＝接收納秒+δt，結(jié)束；

a105.判斷本地納秒部分是否大于等于10⁹-δx，其中δx為tod維護(hù)時(shí)鐘的周期，若是，進(jìn)入a106；若否，進(jìn)入a107；

a106.本地納秒＝本地納秒+δx-10⁹，結(jié)束；

a107.本地納秒＝本地納秒+δx，結(jié)束。

本發(fā)明還提供一種1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，發(fā)送端和接收端通過(guò)一根背板總線相連；

所述發(fā)送端包括：

第一采樣模塊，用于設(shè)置對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)并采樣；

存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)采樣得到的tod信息；

組幀模塊，用于將存儲(chǔ)模塊中tod信息封裝成待發(fā)送的tod幀；tod幀包括幀頭、幀序號(hào)、類型、長(zhǎng)度、tod數(shù)據(jù)凈荷、校驗(yàn)字段和用于填充兩個(gè)tod幀間隙的空符號(hào)；

校驗(yàn)?zāi)K，用于計(jì)算待發(fā)送tod幀的校驗(yàn)字段；

編碼發(fā)送模塊，用于對(duì)待發(fā)送tod幀編碼，編碼后的tod幀攜帶發(fā)送端的時(shí)鐘上升沿信息，還用于將編碼后的tod幀發(fā)送至接收端；

所述接收端包括：

第二采樣模塊，用于在接收端提供的本地時(shí)鐘域內(nèi)，找到tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣；

幀同步模塊，用于尋找?guī)^特定碼型完成幀同步，并將是否有幀丟失信息傳送給tod維護(hù)模塊；

解碼模塊，用于對(duì)接收的tod串行比特信息解碼成tod幀；

解幀模塊，用于將解碼后的tod幀分解為各個(gè)字段，傳送給校驗(yàn)?zāi)K；

校驗(yàn)?zāi)K，用于通過(guò)校驗(yàn)和的方式校驗(yàn)tod幀，并將校驗(yàn)結(jié)果傳送給tod維護(hù)模塊；

tod維護(hù)模塊，用于tod幀未丟失且校驗(yàn)正確時(shí)，利用當(dāng)前接收tod更新接收端本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期，本地tod自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成接收端tod實(shí)時(shí)與發(fā)送端tod同步；或者用于在tod幀丟失或tod校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一采樣模塊以125m的時(shí)鐘按照1秒10000次的頻率采樣本地tod信息，第二采樣模塊與第一采樣模塊采樣周期相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述編碼發(fā)送模塊采用待發(fā)送tod幀的比特信息流調(diào)制發(fā)送時(shí)鐘的下降沿相位，上升沿相位保持不變，調(diào)制后的串行tod信息是25mbits/s的編碼碼片的速率，調(diào)制后承載的有效信息速率為6.25mbits/s。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，發(fā)送端本地tod信息采樣時(shí)鐘為125m時(shí)鐘域，包含80比特信息，48比特秒值，32比特納秒值，tod納秒值為0時(shí)是pps脈沖的位置；接收端本地提供的接收tod采樣時(shí)鐘為125m時(shí)鐘域，該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。

本發(fā)明還提供一種pps+tod信息單總線傳送同步方法，包括：發(fā)送端通過(guò)第一采樣模塊設(shè)置每秒對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)，并采樣存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中，組幀模塊使用校驗(yàn)?zāi)K計(jì)算的校驗(yàn)字段、對(duì)每次采集的tod信息進(jìn)行一次組幀，再由編碼發(fā)送模塊對(duì)待發(fā)送tod幀進(jìn)行串行編碼后傳送給接收端；接收端的第二采樣模塊在接收端提供的本地時(shí)鐘域內(nèi)，找到tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣，幀同步模塊通過(guò)尋找?guī)^信息進(jìn)行幀同步，判斷是否有幀丟失；然后對(duì)找到幀頭信息的tod幀進(jìn)行解碼和解幀，解出的各個(gè)字段，以校驗(yàn)和的方式對(duì)tod幀中校驗(yàn)字段進(jìn)行校驗(yàn)；當(dāng)tod幀校驗(yàn)正確且無(wú)丟失時(shí)，tod維護(hù)模塊利用正確的tod更新本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步；對(duì)于tod幀丟失或校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，tod維護(hù)模塊利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，幀同步模塊以滑動(dòng)移位寄存器的方式尋找?guī)^的特定碼型完成幀同步，通過(guò)監(jiān)測(cè)兩個(gè)tod幀幀頭的時(shí)間間隔與發(fā)送端兩個(gè)tod幀之間的采樣發(fā)送時(shí)間間隔是否相等判斷是否有幀丟失。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述編碼tod幀的編碼方案為，用碼元1000表示信息比特1，用碼元1110表示信息比特0，用碼元1100表示填充兩幀間隙的空閑信息；幀頭的特定碼型為01110110。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，發(fā)送端本地時(shí)鐘域?yàn)?25m，組幀后的tod幀采用25mbits/s編碼碼片速率，即實(shí)際以6.25mbits/s的有效信息數(shù)據(jù)流傳送給接收端；接收端tod本地采樣接收時(shí)鐘為125m，該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，發(fā)送端的本地125m時(shí)鐘和接收端的本地125m時(shí)鐘為相互獨(dú)立的時(shí)鐘域，這兩個(gè)125m時(shí)鐘域的頻偏控制在100ppm之內(nèi)，此時(shí)接收端恢復(fù)出的tod實(shí)時(shí)時(shí)間和發(fā)送端tod實(shí)時(shí)時(shí)間的精度在±10ns以內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果在于：

發(fā)送端通過(guò)編碼發(fā)送模塊對(duì)tod幀進(jìn)行串行編碼，編碼發(fā)送模塊采用待發(fā)送tod幀的比特信息流調(diào)制發(fā)送時(shí)鐘的下降沿相位，上升沿相位保持不變，且編碼過(guò)后的tod幀攜帶發(fā)端時(shí)鐘上升沿信息；因此通過(guò)一根總線即可實(shí)現(xiàn)1pps+tod信息的傳送，最大化節(jié)約背板總線資源，相對(duì)于多根并行總線的方案，通信過(guò)程更加穩(wěn)定可靠。

接收端采用鎖相環(huán)倍頻或者采用本地tod信息的方式，對(duì)接收到的tod幀進(jìn)行解碼并校驗(yàn)，保證tod幀同步傳輸，提高同步精確度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)的發(fā)送端示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)的接收端示意圖；

圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)的接收端示意圖；

圖4為本發(fā)明tod維護(hù)模塊進(jìn)行秒部分更新流程圖；

圖5為本發(fā)明tod維護(hù)模塊進(jìn)行納秒部分更新流程圖。

附圖標(biāo)記：

發(fā)送端1，第一采樣模塊11，存儲(chǔ)模塊12，組幀模塊13，校驗(yàn)?zāi)K14，編碼發(fā)送模塊15；

接收端(2，2′)，鎖相環(huán)倍頻模塊20，第二采樣模塊21，幀同步模塊22，解碼模塊23，解幀模塊24，校驗(yàn)?zāi)K25，tod維護(hù)模塊26。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

第一實(shí)施例

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)，包括發(fā)送端1和接收端2，發(fā)送端1和接收端2通過(guò)一根背板總線相連。

如圖1所示，發(fā)送端1包括第一采樣模塊11、存儲(chǔ)模塊12、組幀模塊13、校驗(yàn)?zāi)K14和編碼發(fā)送模塊15。第一采樣模塊11用于設(shè)置對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)(即每秒發(fā)送多少幀)并采樣，第一施例中，第一采樣模塊11以125m的時(shí)鐘按照1秒10000次的頻率采樣本地tod信息，發(fā)送端1的本地tod信息為125m時(shí)鐘域，包含80比特信息，48比特秒值，32比特納秒值，tod納秒值為0時(shí)是pps脈沖的位置。存儲(chǔ)模塊12用于以寄存器形式存儲(chǔ)采樣得到的tod信息。組幀模塊13用于將存儲(chǔ)模塊12中tod信息封裝成待發(fā)送的tod幀，tod幀包括幀頭、幀序號(hào)、類型、長(zhǎng)度、tod數(shù)據(jù)凈荷、校驗(yàn)字段和用于填充兩個(gè)tod幀間隙的空符號(hào)。校驗(yàn)?zāi)K14用于計(jì)算待發(fā)送tod幀的校驗(yàn)字段。編碼發(fā)送模塊15用于對(duì)待發(fā)送tod幀編碼，采用待發(fā)送tod幀的比特信息流去調(diào)制發(fā)送時(shí)鐘的下降沿相位，而上升沿相位保持不變，相當(dāng)于一種脈沖寬度調(diào)制。編碼tod幀的編碼方案為：用碼元“1000”表示信息比特1，用碼元“1110”表示信息比特0，用碼元“1100”表示填充兩幀間隙的空閑信息；幀頭包含特定碼型，本實(shí)施例中特定碼型為“01110110”。編碼之后，相當(dāng)于發(fā)送端時(shí)鐘的下降沿的位置攜帶了tod數(shù)據(jù)信息，而上升沿?cái)y帶的是發(fā)送端的時(shí)鐘上升沿信息。本實(shí)施例中，tod采樣的本地時(shí)鐘域?yàn)?25m，該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。采樣組幀后得到的tod幀的發(fā)送速率采用25mbits/s(由本地125m分頻得到)編碼碼片的速率，即實(shí)際以6.25mbits/s的有效信息數(shù)據(jù)流傳送給接收端，該6.25mbits/s比特流的上升沿相位是固定的。這里25mbits/s、6.25mbits/s與發(fā)端本地125m時(shí)鐘同源，所以6.25mbits/s的上升沿也反映了125m時(shí)鐘的上升沿。

如圖2所示，接收端2包括鎖相環(huán)倍頻模塊20、第二采樣模塊21、幀同步模塊22、解碼模塊23、解幀模塊24、校驗(yàn)?zāi)K25和tod維護(hù)模塊26。鎖相環(huán)倍頻模塊20用于從接收到的tod幀數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出125m的時(shí)鐘信息。第二采樣模塊21用于在恢復(fù)出的時(shí)鐘域內(nèi)，找到25m串行tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣。幀同步模塊22用于尋找?guī)^特定碼型完成幀同步，并通過(guò)監(jiān)測(cè)兩個(gè)tod幀幀頭的時(shí)間間隔與發(fā)送端兩個(gè)tod幀之間的采樣發(fā)送時(shí)間間隔是否相等判斷是否有幀丟失，將是否有幀丟失信息發(fā)送至tod維護(hù)模塊26。解碼模塊23用于將接收的tod串行比特信息按照發(fā)送端編碼描述的編碼規(guī)則解碼成tod幀。解幀模塊24用于將解碼后的tod幀分解為各個(gè)字段，并傳送給校驗(yàn)?zāi)K25。校驗(yàn)?zāi)K25以校驗(yàn)和的方式校驗(yàn)tod幀，如果校驗(yàn)錯(cuò)誤，丟棄該幀；校驗(yàn)?zāi)K25還需要將校驗(yàn)結(jié)果發(fā)送至tod維護(hù)模塊26。tod維護(hù)模塊26用于在tod幀未丟失且校驗(yàn)正確時(shí)，利用當(dāng)前接收tod更新本地tod，并利用校驗(yàn)正確的tod信息，在每個(gè)125m時(shí)鐘周期自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx，(δx＝1s/125mhz＝8ns)完成接收端tod實(shí)時(shí)與發(fā)送端tod維護(hù)，實(shí)現(xiàn)接收端tod與發(fā)送端tod的實(shí)時(shí)同步；tod維護(hù)模塊26還用于在tod幀丟失或tod校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，利用最近一次正確接收的tod幀自加間隔時(shí)間一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx進(jìn)行維護(hù)，完成接收端tod與發(fā)送端tod的實(shí)時(shí)同步。當(dāng)本地維護(hù)的tod納秒部分為0時(shí)，從tod中恢復(fù)出pps脈沖，并且pps的脈沖寬度可以動(dòng)態(tài)配置。

第一實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步方法，包括如下步驟：

發(fā)送端1通過(guò)第一采樣模塊11設(shè)置每秒對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)，并采樣存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊12中，校驗(yàn)?zāi)K14計(jì)算的校驗(yàn)字段，組幀模塊13使用校驗(yàn)字段對(duì)每次采集的tod信息進(jìn)行一次組幀，tod幀包括幀頭、幀序號(hào)、類型、長(zhǎng)度、tod數(shù)據(jù)凈荷、校驗(yàn)字段和用于填充兩個(gè)tod幀間隙的空符號(hào)。最后由編碼發(fā)送模塊15對(duì)待發(fā)送tod幀進(jìn)行串行編碼后，傳送給接收端2。

接收端2鎖相環(huán)倍頻模塊20從來(lái)自發(fā)送端1的tod幀數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出時(shí)鐘信息，具體的，利用接收鎖相環(huán)(fpga有自帶鎖相環(huán))，將攜帶發(fā)送端時(shí)鐘上升沿信息的25m串行tod幀編碼碼流倍頻到125m，倍頻得到的125m時(shí)鐘與發(fā)端125m時(shí)鐘的相位關(guān)系是鎖定的。然后通過(guò)第二采樣模塊21在計(jì)數(shù)器的控制下，找到25m串行tod編碼比特流的最佳采樣點(diǎn)(即碼元的中間時(shí)刻)并采樣。再由幀同步模塊22以滑動(dòng)移位寄存器的方式尋找?guī)^信息(含有幀頭特定碼型)進(jìn)行幀同步，并通過(guò)監(jiān)測(cè)兩幀幀頭的時(shí)間間隔與發(fā)送端兩個(gè)tod幀之間的采樣發(fā)送時(shí)間間隔是否相等判斷是否有幀丟失，并將該結(jié)果通知給tod維護(hù)模塊26。然后通過(guò)解碼模塊23對(duì)找到幀頭信息的tod幀進(jìn)行解碼，解碼規(guī)則與發(fā)送端1的編碼規(guī)則相同。再通過(guò)解幀模塊24將解碼后的tod數(shù)據(jù)幀分解為各個(gè)字段，并傳送給校驗(yàn)?zāi)K25。再由校驗(yàn)?zāi)K25以校驗(yàn)和的方式對(duì)tod幀中校驗(yàn)字段進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果發(fā)送給tod維護(hù)模塊26；校驗(yàn)?zāi)K25如果校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，丟棄該tod幀。當(dāng)tod幀校驗(yàn)正確且無(wú)丟失時(shí)，tod維護(hù)模塊26利用正確的tod更新本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx(等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，本實(shí)施例δx＝8ns)完成實(shí)時(shí)tod與發(fā)送端tod同步同步；對(duì)于tod幀丟失或校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，tod維護(hù)模塊26利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成tod實(shí)時(shí)與發(fā)送端tod同步。

圖4為本發(fā)明tod維護(hù)模塊進(jìn)行秒部分更新流程，具體包括如下步驟：

b101.判斷是否tod幀頭到達(dá)、tod幀無(wú)丟失且校驗(yàn)正確，若是，進(jìn)入b102；若否，進(jìn)入b105；

b102.判斷接收納秒是否大于等于10⁹-δt，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，若是，進(jìn)入b103；若否，進(jìn)入b104；

b103.本地秒＝接收秒+1，即使用接收秒部分+1的結(jié)果取代本地秒部分，完成維護(hù)秒部分的進(jìn)位，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，本設(shè)計(jì)由于發(fā)送端每1秒完成10000次實(shí)時(shí)tod采樣及組幀發(fā)送，所以△t＝0.1ms，結(jié)束；

b104.本地秒＝接收秒，即接收秒部分直接取代本地秒部分實(shí)現(xiàn)秒部分維護(hù)，結(jié)束；

b105.判斷本地納秒部分是否大于等于10⁹-δx；若是，進(jìn)入b106；若否，進(jìn)入b107；

b106.本地秒＝本地秒+1，實(shí)現(xiàn)本地秒部分自維護(hù)進(jìn)位，結(jié)束；

b107.本地秒＝本地秒，保持本地秒部分維持不變，結(jié)束。

圖5為本發(fā)明tod維護(hù)模塊進(jìn)行納秒部分更新流程，具體包括步驟：

a101.判斷是否tod幀頭到達(dá)、tod幀無(wú)丟失且校驗(yàn)正確，若是，進(jìn)入a102；若否，進(jìn)入a105；

a102.判斷接收納秒是否大于等于10⁹-δt，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，若是，進(jìn)入a103；若否，進(jìn)入a104；

a103.本地納秒＝接收納秒+δt-10⁹，接收納秒部分+δt-10⁹的結(jié)果取代本地納秒部分完成維護(hù)，其中δt為兩個(gè)tod發(fā)送幀之間的時(shí)間間隔，結(jié)束；

a104.本地納秒＝接收納秒+δt，接收納秒部+δt取代本地納秒部分完成維護(hù)，結(jié)束；

a105.判斷本地納秒部分是否大于等于10⁹-δx，其中δx為一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期(等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，本實(shí)施例中為8ns)，若是，進(jìn)入a106；若否，進(jìn)入a107；

a106.本地納秒＝本地納秒+δx-10⁹，實(shí)現(xiàn)本地納秒部分自維護(hù)進(jìn)位和清零，結(jié)束；

a107.本地納秒＝本地納秒+δx，本地納秒部分實(shí)現(xiàn)自加δx的維護(hù)，結(jié)束。

第二實(shí)施例

如圖1和圖3所示，本實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步系統(tǒng)，包括發(fā)送端1和接收端2，發(fā)送端1和接收端2通過(guò)一根背板總線相連。本實(shí)施例的系統(tǒng)中，發(fā)送端與第一實(shí)施例發(fā)送端1結(jié)構(gòu)和作用相同。如圖2所示，接收端2′與第一實(shí)施例接收端2類似，區(qū)別在于，本實(shí)施例的接收端2′不包括鎖相環(huán)倍頻模塊20，包括第二采樣模塊21，幀同步模塊22，解碼模塊23，解幀模塊24，校驗(yàn)?zāi)K25，tod維護(hù)模塊26。本實(shí)施例中，第二采樣模塊用于在接收端2′提供的本地時(shí)鐘域內(nèi)，找到tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣；接收端2′的其余模塊的結(jié)構(gòu)和用途與第一實(shí)施例相同，出于設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易性考慮，第二實(shí)施例可直接采用本地的125m時(shí)鐘完成tod采樣接收；但是對(duì)于時(shí)間同步要求更精確的系統(tǒng)，接收端宜采用第一實(shí)施例，也就是說(shuō)，第一實(shí)施例比第二實(shí)施例的精確度更高。

本實(shí)施例1pps+tod信息單總線傳送同步方法，包括步驟：

發(fā)送端1通過(guò)第一采樣模塊11設(shè)置每秒對(duì)本地tod信息的采樣次數(shù)，并采樣存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊12中，校驗(yàn)?zāi)K14計(jì)算的校驗(yàn)字段，組幀模塊13使用校驗(yàn)字段對(duì)每次采集的tod信息進(jìn)行一次組幀，tod幀包括幀頭、幀序號(hào)、類型、長(zhǎng)度、tod數(shù)據(jù)凈荷、校驗(yàn)字段和用于填充兩個(gè)tod幀間隙的空符號(hào)。最后由編碼發(fā)送模塊15對(duì)待發(fā)送tod幀進(jìn)行串行編碼后，傳送給接收端22′。

接收端2′的第二采樣模塊21在接收端提供的本地時(shí)鐘域內(nèi)，找到tod編碼比特流的碼元的中間時(shí)刻并采樣，再由幀同步模塊22以滑動(dòng)移位寄存器的方式尋找?guī)^信息(含有幀頭特定碼型)進(jìn)行幀同步，并通過(guò)監(jiān)測(cè)兩幀幀頭的時(shí)間間隔與發(fā)送端兩個(gè)tod幀之間的采樣發(fā)送時(shí)間間隔是否相等判斷是否有幀丟失，并將該結(jié)果通知給tod維護(hù)模塊26。然后通過(guò)解碼模塊23對(duì)找到幀頭信息的tod幀進(jìn)行解碼，解碼規(guī)則與發(fā)送端1的編碼規(guī)則相同。再通過(guò)解幀模塊24將解碼后tod數(shù)據(jù)幀分解為各個(gè)字段后發(fā)送給校驗(yàn)?zāi)K25。再由校驗(yàn)?zāi)K25以校驗(yàn)和的方式對(duì)tod幀中校驗(yàn)字段進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果發(fā)送給tod維護(hù)模塊26；校驗(yàn)?zāi)K25如果校驗(yàn)錯(cuò)誤，丟棄該tod幀。當(dāng)tod幀校驗(yàn)正確且無(wú)丟失時(shí)，tod維護(hù)模塊26利用正確的tod更新本地tod，在每個(gè)時(shí)鐘周期自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx(等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，本實(shí)施例中為8ns)完成實(shí)時(shí)tod同步；對(duì)于tod幀丟失或校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，tod維護(hù)模塊26利用最近一次正確接收的tod幀自加一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx完成實(shí)時(shí)tod同步。

本實(shí)施例方法中，發(fā)送端本地時(shí)鐘域?yàn)?25m，組幀后的tod幀采用25mbits/s編碼碼片速率，即實(shí)際以6.25mbits/s的有效信息數(shù)據(jù)流傳送給接收端。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，接收端2′直接使用第二采樣模塊21對(duì)本地的125m時(shí)鐘完成tod采樣接收；該時(shí)鐘同時(shí)用作接收tod的采樣時(shí)鐘和tod維護(hù)時(shí)鐘，即一個(gè)tod維護(hù)時(shí)鐘周期δx等于tod采樣接收時(shí)鐘周期，均為8ns。發(fā)送端的本地125m時(shí)鐘和接收端的本地125m時(shí)鐘為相互獨(dú)立的時(shí)鐘域，這兩個(gè)125m時(shí)鐘域的頻偏需要控制在100ppm之內(nèi)，此時(shí)接收端恢復(fù)出的tod實(shí)時(shí)時(shí)間和發(fā)送端tod實(shí)時(shí)時(shí)間的精度可以控制在±10ns以內(nèi)。本實(shí)施例在tod維護(hù)模塊26中，進(jìn)行秒部分更新和納秒部分更新與第一實(shí)施例相同，此處不再贅述。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。