[发明专利]一种时钟同步系统

说明书

技术领域

本申请涉及时钟同步领域，特别涉及一种时钟同步系统。

背景技术

三模冗余系统包括三个同步模块，该三个同步模块具有相同结构，且三个同步模块互相独立，由于两个同步模块同时出现错误的概率很小，因此可以大大提高系统的可信性。同时，为保障每个同步模块的可靠性，保证及时处理一次故障，系统还具有故障检测能力，周期性或在需要时检测故障，发现故障后能及时定位，进行故障处理，减少二次故障发生概率，因此，三模冗余系统是一个高可靠性和高安全性的冗余系统结构。

其中三模冗余系统中的三个同步模块可以是三个相同的部件或三个相同的计算机。三模冗余系统的核心是三个同步模块的同步运行，而三个同步模块的同步运行的核心是三个同步模块的时钟同步。

目前实现三个同步模块的时钟同步可以通过软件协议中的时钟对准校时技术，但通过软件协议中的时钟对准校时技术实现三个同步模块的时钟同步为软件同步方式，且误差大，因此目前尚不存在一种通过硬件实现三模冗余系统中三个同步模块时钟同步的同步方式。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种时钟同步系统，以达到多模冗余系统中所有时钟同步系统的计数时钟信号的同步和多模冗余系统中所有同步模块的时钟同步的目的，技术方案如下：

一种时钟同步系统，应用于多模冗余系统，所述多模冗余系统包括至少两个相互独立的同步模块，每个所述同步模块包括一个所述时钟同步系统，所述时钟同步系统包括：

三取二功能器，用于从各个时钟同步系统各自的时钟信号中提取一个时钟信号作为反馈时钟信号；

第一全数字锁相环，用于接收输入时钟信号，对所述输入时钟信号进行处理生成计数时钟信号、状态跳转时钟信号、采样时钟信号和与所述计数时钟信号相位差为90度的时钟信号，并跟踪所述反馈时钟信号，直至所述计数时钟信号和所述反馈时钟信号的周期相同，相位差保持固定不变，当所述计数时钟信号和所述反馈时钟信号的相位差保持固定不变时，所述多模冗余系统中所有时钟同步系统中的所述全数字锁相环生成相同的计数时钟信号；

同步计数器，用于计算所述计数时钟信号中同一类型跳变沿的个数，生成同步计数值；

第一曼彻斯特编码器，用于依据所述同步计数值、所述状态跳转时钟信号、所述采样时钟信号以及所述时钟同步系统的状态值生成同步输出信号，其中所述状态值用于描述所述时钟同步系统的运行顺序；

处理器，用于获取其他各个时钟同步系统的同步输出信号，分别对其他各个时钟同步系统的同步输出信号进行解析，得到其他各个同步输出信号各自对应的计数时钟信号、与所述其他各个同步输出信号各自对应的计数时钟信号相位差为90度的时钟信号、同步计数值和状态值；

同步判断器，用于对同一个时钟同步系统的同步计数值和状态值组合，生成各个时钟同步系统各自的待判断同步计数值，从所有所述待判断同步计数值中提取出一个同步计数值作为各个时钟同步系统的当前同步计数值。

优选的，所述处理器包括第二全数字锁相环和第二曼彻斯特解码器，所述第二全数字锁相环和所述第二曼彻斯特解码器的个数是所述多模冗余系统中时钟同步系统的总个数减1，其中：

所述第二全数字锁相环，用于获取其他各个时钟同步系统中的一个时钟同步系统的同步输出信号，并解析该同步输出信号，得到该同步输出信号对应的时钟同步系统的时钟信号、计数时钟信号，将该同步输出信号对应的时钟同步系统的时钟信号发送至所述三取二功能器；

第二曼彻斯特解码器，用于接收所述第二全数字锁相环解析的同步输出信号和所述第二全数字锁相环得到的计数时钟信号，依据该同步输出信号和该计数时钟信号提取该同步输出信号对应的时钟同步系统同步计数值和状态值，并发送该同步计数值和该状态值至所述同步判断器。

优选的，所述第一全数字锁相环包括：鉴相器、数字环形滤波器和数字压控振荡器，其中：

所述鉴相器，用于计算所述数字压控振荡器发送的计数时钟信号和所述反馈时钟信号的相位差，并生成所述相位差对应的相位差信号；

所述数字环形滤波器，用于接收所述鉴相器发送的所述相位差信号，并生成与所述相位差信号对应的脉冲信号；