[发明专利]一种嵌入式高精度网络时间服务器系统

权利要求书

1.一种嵌入式高精度时钟服务器系统，其特征在于：

所述的时钟服务系统包括：时钟源解码模块、微秒时间计数模块、恒温晶振模块、时间信息寄存模块、网络时间服务器接口模块、网络时间服务器模块、系统存储模块和系统远程访问模块；

所述的时钟服务系统还包括两个端口：时钟基准源端口和网络端口；

所述的时钟基准源端口用于输入时钟基准源信号，时钟基准源信号包括：GPS信号、靶场仪器组(IRIG-B)码和北斗信号；

所述的网络端口用于时钟服务系统与外部网络上的其他设备信息交换；

所述的时钟源解码模块根据外部输入的GPS信号、靶场仪器组(IRIG-B)码或北斗信号产生标准格式时间信息和秒脉冲信号，并将标准格式时间信息输出给时间信息寄存模块，将秒脉冲信号输出给微秒时间计数模块；

所述的微秒时间计数模块使用恒温晶振模块输出的时钟信号计数，并使用时钟源解码模块输出的秒脉冲信号对晶振计数进行同步，微秒时间计数模块将产生的微秒级时钟信号输出给时间信息寄存模块；

所述的恒温晶振模块用于产生稳定的高精度的时钟信号，并将时钟信号输出给微秒时间计数模块；

所述的时间信息寄存模块用于寄存时钟源解码模块输出的标准格式时间信息和微秒时间计数模块输出的微秒级时间信息，并将时间信息输出给网络时间服务器接口模块；

所述的网络时间服务器接口模块根据网络时间服务器模块请求信号，读取时间信息寄存模块中的标准格式时间信息和微秒时间信息，并标准格式时间信息送入网络时间服务器；

所述的网络时间服务器模块根据时间信息寄存模块中的标准格式时间信息和微秒时间信息，计算产生校准后的时间信息，并根据网络时间协议(NTP)、简单网络时间协议(SNTP)和日时间协议(Daytime)将校准后的时间信息通过系统远程访问模块发送到网络端口；

所述的系统存储模块用以存储网络时间服务器模块运行时所需要的系统工作参数、网络时间对时误差、系统应用程序等信息；

所述的系统远程访问模块将网络时间服务器模块的时间信息发送到网络端口上，网络端口上的设备还可以通过系统远程访问模块对网络时间服务器模块进行远程访问和管理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的时钟源解码模块所使用的解码方法为：

1)时钟基准源端口接收到外部时间基准源信号后，时钟源解码模块根据时间基准源信号的状态信息，按优先顺序选择外部时间基准源作为时间同步源，选择顺序为GPS信号、IRIG-B码、北斗信号；

2)对选择的时间基准源信号进行时钟解码，得到标准格式时间，时间格式为年、月、日、时、分、秒；

3)如果时间基准源信号为GPS信号或北斗信号，则等待秒冲信号到来，如果外部时钟源使用靶场仪器组(IRIG-B)码，则从靶场仪器组(IRIG-B)码中解码出秒脉冲信号；

4)当秒脉冲信号出现时，将解码完成的标准时间格式信息写入时间信息寄存，同时利用秒脉冲信号产生中断，通知后端网络时间服务器接口模块读取。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的微秒时间计数模块产生微秒时间信息的方法为：

1)对1～20兆恒温晶振模块产生的时钟信号分频为周期为1微秒的时钟信号，并根据分频输出信号进行计数；

2)当外部时间基准信号的秒脉冲信号出现时，清空计数器值并复位计数模块，对恒温晶振模块产生的时钟信号重新进行计数；

3)当收到网络时间服务器模块的时钟读取信号，则锁定当前计数器中的计数值，并刷新到时间信息寄存当中，供后端读取。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的网络时间服务器接口模块所采用的读取时间信息的方法为：

1)检查时间信息寄存的状态标志位是否为0x5A5A，如果是则说明时钟解码及微秒计数正常，如果否则说明模块异常，模块停止时钟读取并发送告警信号；

2)等待时钟源解码模块的中断输入信号，如果中断来临则从时间信息寄存读取标准格式时间，并对当前时间进行秒数加1操作，以弥补当前时间和寄存时间之间的读取间隔误差；

3)当网络时间服务器时间轮询请求到来，发出微秒时间读取请求并从时间信息寄存读出微秒时间；

4)将标准格式时间和微秒时间转换组合为网络时间服务器要求的时间格式，并提交给网络时间服务器。