本實(shí)用新型涉及一種授時模塊，特別涉及一種基于ARM的多源邏輯切換授時模塊。

背景技術(shù)：

授時就是校對時間，可以將系統(tǒng)時間統(tǒng)一，使系統(tǒng)達(dá)到協(xié)調(diào)一致。軍事、電力、通信、交通、廣播電視、金融等行業(yè)，均需要精確的時間同步。比如電網(wǎng)調(diào)度中，各個點(diǎn)如果時間出現(xiàn)誤差，將會造成調(diào)節(jié)不準(zhǔn)，直接燒機(jī)；大型工程如杭州灣特大橋建設(shè)中，各個測量點(diǎn)使用授時系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)時間測量，才能保證各點(diǎn)使用統(tǒng)一時間，如果某個點(diǎn)偏差達(dá)到0.01秒將會造成橋面走向數(shù)米的誤差，有難以想象的損失。在軍事上也是如此，比如在CEC作戰(zhàn)中，前方觀察雷達(dá)和導(dǎo)彈本身的計(jì)時出現(xiàn)差異，也將使導(dǎo)彈有數(shù)百米的誤差導(dǎo)致無法捕獲目標(biāo)。對于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)來說，準(zhǔn)確的通用標(biāo)準(zhǔn)時間，是協(xié)調(diào)各個遠(yuǎn)距數(shù)百公里平臺作戰(zhàn)的唯一手段，也是網(wǎng)絡(luò)中心站的基石，授時系統(tǒng)在軍用民用領(lǐng)域都將發(fā)揮巨大的作用。

以往的授時設(shè)備中，即時設(shè)備有多時間源輸入，但是設(shè)備一直工作在用戶設(shè)定的模式下，需要根據(jù)當(dāng)前時源的精度變化，手動更改時源。在當(dāng)前所用時間源精度降低時不能及時調(diào)整，造成對外授時精度降低，甚至無效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種基于ARM的多源邏輯切換授時模塊及切換方法，具體技術(shù)方案是，一種基于ARM的多源邏輯切換授時模塊，包括MCU、PPS守時模塊、選擇電路1、選擇電路2，其特征在于： PPS守時模塊與 MCU連接， MCU連接選擇電路1、選擇電路2，選擇電路1與選擇電路2連接，選擇電路2與外部設(shè)備連接，MCU分別向內(nèi)部單元、外部設(shè)備發(fā)送時間信息， MCU分別接收BD接收機(jī)， GPS接收機(jī)，獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼信息輸入；PPS守時模塊用于給本地時鐘提供高精度PPS,MCU接收2路接收機(jī)和2路B碼的時間信息數(shù)據(jù)和PPS，分析與本地時鐘的鐘差，按照一定的邏輯，選擇最優(yōu)的1路時源或者本地時源作為基準(zhǔn)對外輸出，并將該時源攜帶的時間信息發(fā)送給外部設(shè)備和內(nèi)部單元。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果是，可以同時監(jiān)測多路時間源，在當(dāng)前所用時間源精度降低時可以根據(jù)特定算法自動選用合適的時間源，從而提高了整機(jī)可靠性、授時精度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的功能框圖；

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況一圖；

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況二圖；

圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況三圖；

圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況四圖；

圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況五圖；

圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例判斷輸出情況六圖；

圖8單一時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化圖；

圖9手動切換多時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化圖；

圖10是本實(shí)用新型的自動切換多時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種基于ARM的多源邏輯切換授時模塊，包括MCU、PPS守時模塊、選擇電路1、選擇電路2，其特征在于： PPS守時模塊與 MCU連接， MCU連接選擇電路1、選擇電路2，選擇電路1與選擇電路2連接，選擇電路2與外部設(shè)備連接，MCU分別向內(nèi)部單元、外部設(shè)備發(fā)送時間信息， MCU分別接收BD接收機(jī)， GPS接收機(jī)，獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼信息輸入；PPS守時模塊用于給本地時鐘提供高精度PPS,MCU接收2路接收機(jī)和2路B碼的時間信息數(shù)據(jù)和PPS，分析與本地時鐘的鐘差，按照一定的邏輯，選擇最優(yōu)的1路時源或者本地時源作為基準(zhǔn)對外輸出，并將該時源攜帶的時間信息發(fā)送給外部設(shè)備和內(nèi)部單元。

本模塊中對各時源的邏輯切換關(guān)系如下，BD接收機(jī)、GPS接收機(jī)、獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼外部時間源可分為獨(dú)立時間源和關(guān)聯(lián)時源，其中為獨(dú)立時間源，關(guān)聯(lián)B碼為關(guān)聯(lián)時間源。在各時源中，其優(yōu)先級關(guān)系為：BD > GPS > 獨(dú)立B碼 > 關(guān)聯(lián)B碼。

切換方法包括以下步驟，

一）、首先判斷獨(dú)立時源和本地時鐘的優(yōu)先級，將各獨(dú)立時源和本地守時時鐘進(jìn)行鐘差計(jì)算，鐘差<5us，采用獨(dú)立時源，如果鐘差>5us，則該獨(dú)立時源不可用；

二）、根據(jù)各獨(dú)立時源可用和不可用的比例以及各獨(dú)立時源的優(yōu)先級判斷出精度最高的獨(dú)立時源，將其作為輸出時源，如果獨(dú)立時源的可用數(shù)量和不可用數(shù)量比例小于等于2:1，則認(rèn)為獨(dú)立時源都不可用；

三）、判斷是否采用關(guān)聯(lián)時源，將關(guān)聯(lián)時源和本地時鐘進(jìn)行鐘差計(jì)算，如果鐘差＜5us，則采用關(guān)聯(lián)時源作為輸出時源，如果關(guān)聯(lián)時源不可用，則采用本地時源作為輸出時源。

實(shí)施例1、

如圖2、3、4、5、6、7所示，首先判斷獨(dú)立時源和本地時鐘的優(yōu)先級，在設(shè)備運(yùn)行過程中，實(shí)時監(jiān)測4種外部時源分別與本地時源的鐘差，此時MCU計(jì)算各時源和本地守時模塊時間的鐘差，判斷是選擇獨(dú)立時源或者關(guān)聯(lián)時源，根據(jù)設(shè)定的邏輯，MCU控制選擇電路1輸出篩選后的pps，控制電路2將篩選后的pps作為最終對外輸出的pps。如果根據(jù)設(shè)定的邏輯，沒有可用的外部時源，則MCU控制選擇電路1不對外輸出pps，控制選擇電路2選擇本地守時模塊的本地PPS作為最終對外輸出的PPS。

不同情況下，選擇作為輸出的時源如下：

情況一：BD時源不可用，GPS、獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼時源可用，此時設(shè)備選擇GPS為當(dāng)前時源；

情況二：GPS時源不可用，BD、獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼時源可用，此時設(shè)備選擇BD作為當(dāng)前時源；

情況三：BD、GPS時源不可用，獨(dú)立B碼、關(guān)聯(lián)B碼時源可用，此時設(shè)備選擇關(guān)聯(lián)B碼作為當(dāng)前時源；

情況四：BD、獨(dú)立B碼時源不可用，GPS、關(guān)聯(lián)B碼時源可用，此時設(shè)備選擇關(guān)聯(lián)B碼作為當(dāng)前時源；

情況五：BD、GPS、關(guān)聯(lián)B碼時源不可用，GPS時源可用，此時設(shè)備進(jìn)入守時階段，采用本地時鐘作為時源；

情況六：4種外部時源均不可用，此時設(shè)備進(jìn)入守時階段，采用本地時鐘作為時源；

由于守時模塊晶振的鎖定及頻率收斂需要用到精確的PPS輸入，因此在開機(jī)上電時，MCU接收BD、GPS、獨(dú)立B碼和關(guān)聯(lián)B碼的時間信息數(shù)據(jù)及時間質(zhì)量，判斷各時源時間信息中的授時精度，通過控制選擇電路1選擇一路授時精度最高的時源PPS，將其輸出給守時模塊用于晶振的頻率收斂；等其收斂后，授時模塊處于守時鎖定狀態(tài)，即此時授時模塊的pps輸出不依賴于外界輸入。

MCU在確定最終對外輸出的時源后，提取該時源的時間信息及時間質(zhì)量，打包成規(guī)定格式，分別發(fā)送給外界設(shè)備和內(nèi)部單元板。

實(shí)施例2

如圖8、9、10所示，為授時設(shè)備中幾種時源切換的精度和時間質(zhì)量對比，時間質(zhì)量數(shù)值越低，時間精度越高，當(dāng)時間質(zhì)量為0時，時間精度最高，時間質(zhì)量為15時，時間精度最低，此時輸出的時間信息不可用。

1、單一時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化

在開始時刻，時源的時間質(zhì)量很高，但是在5小時后，時間質(zhì)量開始降低，最后在19小時后，時間質(zhì)量達(dá)到15，最終不可用。由于是單一時源，所以設(shè)備輸出時間質(zhì)量和時源的時間質(zhì)量變化一致；

2、手動切換多時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化

在開始時刻，某一時源時間質(zhì)量很高，在5小時后，時間質(zhì)量開始降低，最后在19小時后，時間質(zhì)量達(dá)到15。此時手動切換到另一時源上，對外輸出的時間質(zhì)量重新恢復(fù)到最好狀態(tài)；

3、自動切換多時源情況下設(shè)備輸出時間質(zhì)量及精度對著時間的變化

在自動模式下，設(shè)備對信號源質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，可以實(shí)時選擇信號質(zhì)量高的信號源作為當(dāng)前所用信號源。因此當(dāng)設(shè)備選擇輸出的時源信號不滿足設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時，按照設(shè)定邏輯選擇一路時源對外輸出。

根據(jù)三種情況下，對外輸出時間質(zhì)量及精度的對比，可以看出多源邏輯切換授時模塊可以大大提高設(shè)備對外輸出時間質(zhì)量及精度。