CN111988106B - 一种单线传输pps及tod信息的同步系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，包括：主时钟单元及至少一从时钟单元；主时钟单元与从时钟单元通过一数据总线单线连接；主时钟单元包括：TOD解析模块和编码发送模块；从时钟单元包括：接收解析模块；TOD解析模块，用于对接收的数据进行解析生成TOD信息；编码发送模块，用于在接收PPS信息后，将PPS信息通过数据总线发送至接收解析模块，继而在PPS信息发送完毕后，将TOD信息通过数据总线发送至接收解析模块；接收解析模块，用于接收PPS信息，并在判断PPS信息接收完毕后，接收TOD信息。通过实施本发明实施例能减少背板总线/接口资源，提高通信稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统。
背景技术
TDD通信系统中需要各网络设备之间的时间同步。为了实现时间信息的同步，时间信号需要同时传输到各业务板上。在现有技术中，一种主流的时间信号格式为：1PPS(PulsePer Second，秒脉冲)+TOD(Time Of Date，时间信息)格式，即每路时间信号需要通过两根信号线来完成1PPS+TOD格式的时间信号传输。而随着设备容量越来越大、单板密度越来越高，设备体积要求越来越苛刻。若在背板系统中传输，背板总线速率、带宽和集成度不断提高，但是背板总线资源有限，占用背板总线根数越多，通信的稳定性越差。若采用外部接口(如RF同轴线缆)传输，则两线传输会明显导致接口体积的增加和成本的上升。
发明内容
本发明实施例提供一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，能减少背板总线/接口资源，提高通信稳定性。
本发明一实施例提供一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，包括：包括：主时钟单元及至少一从时钟单元；所述主时钟单元与所述从时钟单元通过一数据总线单线连接；
所述主时钟单元包括：TOD解析模块和编码发送模块；
所述从时钟单元包括：接收解析模块；
所述TOD解析模块，用于对接收的数据进行解析生成TOD信息；
所述编码发送模块，用于在接收PPS信息后，将PPS信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块，继而在所述PPS信息发送完毕后，将所述TOD信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块；
所述接收解析模块，用于接收所述PPS信息，并在判断所述PPS信息接收完毕后，接收所述TOD信息。
可选的，所述主时钟单元还包括：第一定时器；
所述第一定时器，用于在所述编码发送模块开始发送PPS信息时，开始计时，并在预设的第一定时时长到达时，结束计时；
所述编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块；
所述编码发送模块，通过所述PPS发送模块发送所述PPS信息至所述接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，继而在判断所述PPS信息发送完毕时，通过所述TOD发送模块将所述TOD信息发送至所述接收解析模块。
可选的，所述主时钟单元还包括：第一定时器和第二定时器；
所述第一定时器，用于在所述编码发送模块开始发送PPS信息时，开始计时，并在预设的第一定时时长到达时，结束计时；
所述第二定时器，用于在所述第一定时器结束计时时，开始计时，并在预设的第二定时时长到达时，结束计时；
所述编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块；
所述编码发送模块，通过所述PPS发送模块发送所述PPS信息至所述接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，继而在所述第二定时器结束计时时，通过所述TOD发送模块将所述TOD信息发送至所述接收解析模块。
可选的，所述编码发送模块，还用于在将所述TOD信息发送至所述接收解析模块后，重新发送新的PPS信息。
可选的，所述从时钟单元还包括第三定时器；所述接收解析模块包括：PPS接收判定模块和TOD接收模块；
所述第三定时器，用于在所述PPS接收判定模块接收到一数据信息的上升沿或下降沿时，开始计时，并在所述PPS接收判定模块接收到所述数据信息的另一边沿时，结束计时，生成第三定时时长；
所述PPS接收判定模块，用于将所述第三定时时长与预设的接收时长进行比对，若所述第三定时时长与所述接收时长不相等，则判定所述数据信息不为所述PPS信息，否则，判定所述数据信息为所述PPS信息；
所述接收解析模块，在所述PPS接收判定模块判定所述数据信息为PPS信息后，通过所述TOD接收模块接收所述TOD信息。
可选的，所述接收解析模块，还用于，在所述TOD信息接收完毕后，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。
可选的，所述从时钟单元还包括第四定时器；
所述第四定时器，用于在所述TOD接收模块开始接收所述TOD信息时，开始计时，并在预设的第四定时时长到达时，结束计时；
所述接收解析模块，在所述第四定时器结束计时时，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。
通过实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，所述系统包括主时钟单元及至少一从时钟单元；主时钟单元与从时钟单元通过一数据总线单线连接；主时钟单元包括TOD解析模块和编码发送模块；从时钟单元包括接收解析模块；系统工作时，由TOD解析模块对接收的数据进行解析，生成TOD信息。由编码发送模块，接收PPS信息后，将PPS信息通过数据总线发送至接收解析模块，然后在PPS信息发送完毕后将TOD信息通过数据总线发送至接收解析模块；接收解析模块先接收PPS信息，然后在PPS信息接收完毕后，接收TOD信息。通过实施本发明实施例，主时钟单元和从时钟单元之间实现了只通过一数据总线，就可以进行PPS信息和TOD信息的传输，节约了布线成本或者外接接口的成本，此外减少了布线难度从而减少了干扰可能，提高了传输的稳定性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的单线传输PPS及TOD信息的同步系统的结构示意图。
图2是本发明一实施例提供的主时钟单元的一结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的主时钟单元的又一结构示意图。
图4是本发明一实施例提供的主时钟单元的原理示意图。
图5是本发明一实施例提供的主时钟单元进行数据发送的时序示意图。
图6是本发明一实施例提供的主时钟单元进行数据发送的流程示意图。
图7是本发明一实施例提供的从时钟单元的一结构示意图。
图8是本发明一实施例提供的从时钟单元的又一结构示意图。
图9是本发明一实施例提供的从时钟单元的原理示意图。
图10是本发明一实施例提供的从时钟单元进行数据接收的时序示意图。
图11是本发明一实施例提供的从时钟单元进行数据接收的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一实施例提供了一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，包括：主时钟单元及至少一从时钟单元；所述主时钟单元与所述从时钟单元通过一数据总线单线连接；
所述主时钟单元包括：TOD解析模块和编码发送模块；
所述从时钟单元包括：接收解析模块；
所述TOD解析模块，用于对接收的数据进行解析生成TOD信息；
所述编码发送模块，用于在接收PPS信息后，将PPS信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块，继而在所述PPS信息发送完毕后，将所述TOD信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块；
所述接收解析模块，用于接收所述PPS信息，并在判断所述PPS信息接收完毕后，接收所述TOD信息。
在这一实施例中，主时钟单元设置在背板上，各从时钟单元设置在各自的单板上，主时钟单元接收GPS或者1588服务器发送的数据，然后通过TOD解析模块，解析出TOD信息单元。紧接着，编码发送模块接收GPS或者1588服务器发送的1PPS信号，然后将1PPS信号发送至解析模块，待1PPS信号发送完毕之后，再将TOD信息通过数据总线发送至接收解析模块，接收解析模块先接收1PPS信号，再接收TOD信息。从而通过单一的一数据总线，实现背板与各单板之间，1PPS+TOD信息的传输。
如图2所示，在一个可选的实施例中，所述主时钟单元还包括：第一定时器；
所述第一定时器，用于在所述编码发送模块开始发送PPS信息时，开始计时，并在预设的第一定时时长到达时，结束计时；所述编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块；所述编码发送模块，通过所述PPS发送模块发送所述PPS信息至所述接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，继而在判断所述PPS信息发送完毕时，通过所述TOD发送模块将所述TOD信息发送至所述接收解析模块。
在这一实施例中，编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块，并加入了第一定时器。编码发送模块，通过PPS发送模块发送PPS信息至接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，然后通过TOD发送模块将TOD信息发送至所述接收解析模块。
如图3所示，在另一个可选的实施例中，所述主时钟单元还包括：第一定时器和第二定时器；所述第一定时器，用于在所述编码发送模块开始发送PPS信息时，开始计时，并在预设的第一定时时长到达时，结束计时；所述第二定时器，用于在所述第一定时器结束计时时，开始计时，并在预设的第二定时时长到达时，结束计时；所述编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块；所述编码发送模块，通过所述PPS发送模块发送所述PPS信息至所述接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，继而在所述第二定时器结束计时时，通过所述TOD发送模块将所述TOD信息发送至所述接收解析模块。
在这一个可选的实施例中，除了有第一定时器还添加了第二定时器，此时主时钟单元的原理示意图如图4所示。其具体工作原理如下：
TOD解析模块接收到GPS或者1588服务器发送的数据后进行数据解析，生成TOD信息。编码发送模块接收GPS或者1588服务器发送的1PPS信号后，开始执行数据发送操作，首先PPS发送模块，开始发送1PPS信号。在发送1PPS的上升沿(或下降沿)时，启动第一定时器进行定时，当定时时间达到预设的第一定时时长tt1时，第一定时器结束计时。此时判定1PPS信息发送完毕，总线输出低电平，发送总线切换到TOD信息通道，与此同时第二定时器开始计时，当定时时长达到预设的第二定时时长tt2时，第二定时器结束计时，此时TOD发送模块开始发送TOD解析模块存储的TOD信息至从时钟单元的接收解析模块，TOD信息发送采用串口协议，波特率可选。TOD信息发送完成后，总线保持输出低电平，等待下一次PPS上升沿(或下降沿)到来再次发送，周而复始完成1PPS+TOD信息的发送。具体的数据发送时序可参见附图5，而具体的数据发送流程可参见附图6。通过第二定时器可实现TOD信息的延时发送，避免TOD信息与PPS信息混合，导致数据错乱。
如图7所示，在一个优选的实施例中，所述从时钟单元还包括第三定时器；所述接收解析模块包括：PPS接收判定模块和TOD接收模块；
所述第三定时器，用于在所述PPS接收判定模块接收到一数据信息的上升沿或下降沿时，开始计时，并在所述PPS接收判定模块接收到所述数据信息的另一边沿时，结束计时，生成第三定时时长；
所述PPS接收判定模块，用于将所述第三定时时长与预设的接收时长进行比对，若所述第三定时时长与所述接收时长不相等，则判定所述数据信息不为所述PPS信息，否则，判定所述数据信息为所述PPS信息；
所述接收解析模块，在所述PPS接收判定模块判定所述数据信息为PPS信息后，通过所述TOD接收模块接收所述TOD信息。
在这一实施例中，PPS接收判定模块在接收到一数据信息的上升沿(或下降沿)时，启动第三定时器，开始计时，当该数据信息的另一边沿到来时，结束计时，记录此时的第三定时时长tr1(即一个信号高电平或低电平的持续时长)，若第三定时时长等于预设的接收时长(优选的预设的接收时长可以设定为上述第一定时时长tt1)，则判定接收的数据信息为1PPS信号，否则判定为无效信号，模块一直等待1PPS信号的出现，1PPS出现后，1PPS的下降沿(或上升沿)将单接收总线接入TOD接收模块，开始接收并解析TOD协议，TOD信息传输完成后，将单线总线切换到PPS判定接收模块上，周而复始完成1PPS+TOD信息的接收。
如图8所示，在另一个可选的实施例中，所述从时钟单元还包括第四定时器；
所述第四定时器，用于在所述TOD接收模块开始接收所述TOD信息时，开始计时，并在预设的第四定时时长到达时，结束计时；所述接收解析模块，在所述第四定时器结束计时时，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。
这一实施例与图7所示实施例的区别在于，在图7所示实施例的基础上，增设了第四定时器，第四定时器，在TOD接收模块开始接收所述TOD信息时，开始计时，并在预设的第四定时时长tr2到达时，结束计时；在第四定时器结束计时时，接收解析模块，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。优选的，tr2时间大于TOD传输时间，小于500ms。即在这一实施例中，TOD信息传输完成后，或者定时器2的定时tr2时间到达时，从时钟单元将单线总线切换到PPS判定接收模块上，周而复始完成1PPS+TOD信息的接收。加入第四定时器后的，从时钟单元的原理示意图如图9所示，而从时钟单元进行数据接收的时序示意图如图10所示，从时钟单元进行数据接收的流程示意图如图11所示。
本发明采用了单线传输方式，节约了布线成本或者外接接口的成本，在越多需要主从同步的系统上，节约的成本越明显。同时采用单线传输方式，减小了布线难度，减小了干扰可能，有利于提高传输稳定性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种单线传输PPS及TOD信息的同步系统，其特征在于，包括：主时钟单元及至少一从时钟单元；所述主时钟单元与所述从时钟单元通过一数据总线单线连接；
所述主时钟单元包括：TOD解析模块和编码发送模块；
所述从时钟单元包括：接收解析模块；
所述TOD解析模块，用于对接收的数据进行解析生成TOD信息；
所述编码发送模块，用于在接收PPS信息后，将PPS信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块，继而在所述PPS信息发送完毕后，将所述TOD信息通过所述数据总线发送至所述接收解析模块；
所述接收解析模块，用于接收所述PPS信息，并在判断所述PPS信息接收完毕后，接收所述TOD信息；
所述主时钟单元还包括：第一定时器和第二定时器；
所述第一定时器，用于在所述编码发送模块开始发送PPS信息时，开始计时，并在预设的第一定时时长到达时，结束计时；
所述第二定时器，用于在所述第一定时器结束计时时，开始计时，并在预设的第二定时时长到达时，结束计时；
所述编码发送模块包括：TOD发送模块和PPS发送模块；
所述编码发送模块，通过所述PPS发送模块发送所述PPS信息至所述接收解析模块，并在所述第一定时器结束计时时，判断所述PPS信息发送完毕，继而在判断所述PPS信息发送完毕时，总线输出低电平，发送总线切换到TOD信息通道，继而在所述第二定时器结束计时时，通过所述TOD发送模块将所述TOD信息发送至所述接收解析模块；
所述编码发送模块，还用于在将所述TOD信息发送至所述接收解析模块后，将总线保持输出低电平，等待重新发送新的PPS信息；
所述从时钟单元还包括第三定时器；所述接收解析模块包括：PPS接收判定模块和TOD接收模块；
所述第三定时器，用于在所述PPS接收判定模块接收到一数据信息的上升沿或下降沿时，开始计时，并在所述PPS接收判定模块接收到所述数据信息的另一边沿时，结束计时，生成第三定时时长；
所述PPS接收判定模块，用于将所述第三定时时长与预设的接收时长进行比对，若所述第三定时时长与所述接收时长不相等，则判定所述数据信息不为所述PPS信息，并等待PPS信息出现，否则，判定所述数据信息为所述PPS信息；
所述接收解析模块，在所述PPS接收判定模块判定所述数据信息为PPS信息后，将单接收总线接入所述TOD接收模块，并通过所述TOD接收模块接收所述TOD信息；
所述从时钟单元还包括第四定时器；
所述第四定时器，用于在所述TOD接收模块开始接收所述TOD信息时，开始计时，并在预设的第四定时时长到达时，结束计时；
所述接收解析模块，在所述第四定时器结束计时时，将单接收总线切换到所述PPS接收判定模块，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。
2.如权利要求1所述的单线传输PPS及TOD信息的同步系统，其特征在于，所述接收解析模块，还用于，在所述TOD信息接收完毕后，控制所述PPS接收判定模块重新接收数据信息。
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