[发明专利]基于TDMOW串行总线的分布录波器同步方法

说明书

技术领域

本发明属计算机应用领域，涉及计算机处理的高速测量记录系统，特别是基于TDMOW串行总线的分布录波器的同步方法。

背景技术

分布录波装置具有容量大、通带宽、风险低等一系列优点，但如何解决装置中多个分布、并行工作的子录波器数据同步的问题则是技术关键。并行总线分布录波装置中，子录波器通过并行总线接口连接到系统母板上实现集成，并通过并行总线和设置于母板上的复杂控制电路实现多个子录波器数据的严格同步。而串行总线分布录波装置则取消了复杂的并行总线和母板，装置中的多个子录波器改用串行总线接口连接到TDMOW总线上实现集成，并通过TDMOW总线传输和接收编码信号，以实现装置中多个子录波器数据的严格同步。TDMOW总线即时分多路1总线，它仅由一根信号线与一根地线构成，结构简单，接口方便。但由于取消了带复杂同步控制电路的母板，也不再使用专门的时钟、校时以及同步控制等并行总线，所以串行总线分布录波装置在实现系统同步上采用了与并行总线分布录波装置不同的方法，其中特别是 SHAPE  /* MERGEFORMAT 关于帧基准编码、校时分脉冲延迟标记以及多站群发与总线“线或”等，有效地解决了时钟同步、数据标记与统一校时以及数据同步等问题，是本发明的创新所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于TDMOW串行总线分布录波器的同步方法，以实现装置中多个分布、并行工作的子录波器数据的严格同步。

本发明的目的是这样达到的：多个子录波器通过TDMOW串行总线连接起来构成分布录波装置，装置中所有子录波器均设置有同步时钟、总线数据接口电路与校时信号控制电路；同步时钟电路包含本地时钟和基准时钟，总线数据接口电路包含接口驱动电路、微帧数据分时控制切换电路、串行编码电路和串行解码电路，校时信号控制电路包含校时分脉冲自动切换电路和校时分脉冲延迟电路。装置中所有子录波器均为从站，而编号最小的子录波器在作为从站的同时将自动成为主站，主站通过向总线发送帧基准编码信号来同步其它所有子站的时钟；主站还通过总线发送帧头编码信号及分校时脉冲编码信号，同时所有子站均通过总线发送编码数据，各个子站编码输出信号Cout与共享的编码输入信号Cin是“或”的关系：总线上的信息按帧编码，按帧传输。工作时，各个子录波器首先通过I/O口输出控制信号，并在20mS时钟前沿将信号锁存，然后对控制位进行编码，之后装置中所有子录波器在各自时钟的同步下将数据帧编码信号按时分切换的方式同时、依次发送到总线上，在TDMOW总线上经过“线或”运算来合成状态位编码；同时各个子录波器接收编码，经过解码，得到各种同步状态位，再由微处理器ARM读取，从而实现装置中多个子录波器控制数据的传输与共享。

本地时钟包含若干同源、同步、不同频率的脉冲信号输出。基准时钟则负责输出帧基准信号。主站将帧基准编码信号发送到总线上。所有子站通过总线同步接收该信号，经过解码，同步延迟，获得帧同步脉冲信号。该信号将直接连接到子录波器本地时钟系统的外同步信号输入端，用以同步本地时钟，从而保证所有连接到总线上的子录波器的本地时钟与主站的本地时钟同步。 

本地时钟输出的同源、同步、不同频率的脉冲信号来自同一个4M晶振源及相关级联分频电路，包括4MHz或250nS、1MHz或1uS、40KHz或25uS、10KHz或100uS、5KHz或200uS、50Hz或20mS、10Hz或100mS以及1Hz或1S八种不同频率或周期的脉冲信号。此外，基准时钟电路还提供一路20mS帧基准信号（LST）输出。在这些信号中，250nS、1uS、25uS、200uS 及20mS五路信号在经过脉宽整形电路与延迟电路处理后，将用作数据编码、解码以及微帧切换的同步控制信号，其中200uS 、25uS 、1uS时钟及20mS基准时钟将用作编码电路同步信号，25uS 、1uS及250nS时钟将用作解码电路同步信号，20mS 、200uS及25uS时钟将用作微帧数据时分控制切换电路同步信号；而1MHz、10KHz、20mS、100mS以及1S五路脉冲在经过另一组脉宽整形电路以及延迟电路处理后，被送到子录波器的采样电路以及DSP与ARM的中断输入引脚，其中1MHz信号用作ADC转换时钟，10KHz信号主要用作数据锁存与采样同步信号，20mS脉冲用作DSP到ARM的数据传输同步信号以及计算分段同步信号，100mS时钟用作计算同步与队列同步的参考信号，1S时钟用作时钟同步参考信号。