[发明专利]一种系统间全局时钟的确定方法和结构

说明书

技术领域

本发明属于时间测试测量技术领域，涉及一种基准时间确定方法，尤其是全局时间的确定方法。

背景技术

全局时钟可应用在多个领域中，独立系统之间只有实现全局时钟的同步，让各个独立系统的时钟达到一致的时钟基准时，才能完成阵列的协同工作，保证系统间具有一致的测量条件，故有必要提供一种系统间全局时钟的确定方法。

现有的系统间全局时钟确定往往采用通过多个系统之间的时间戳通信的方法来获取各自时钟的计时基准再进一步进行校准，这种方法在通信领域中被广泛采用，虽然其能够实现系统间的时间同步，但是这种同步方法仅局限在利用现成通信协议(能将时间基准打包成时间戳)达到精度不高的全局时钟同步，如ms或者亚ms或者us或者亚us级别，这种方法的精度最终依赖于时钟的速度即翻转频率，不会达到比时钟周期更短的同步精度。在诸如核探测领域、在飞行时间应用领域，多个独立系统之间往往需要完全一致的时间基准来满足精准的时间测量，完全同步的全局时间要求精度非常高，要求达到ns至ps级别，往往小于系统时钟的时钟周期，全局时钟的布局需要考虑系统间的各自时钟由于上电顺序不同带来的细微差异，所以传统的方法则无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系统间全局时钟确定方法和结构，在多个系统需要全局统一时间基准时，通过简单网络将各个系统连接，然后通过系统之间的通信以及信号记录单元来确定各个系统的时钟相位差值，然后利用各个时钟相位差值对各系统进行校准，从而达到所有系统中的所有时钟都有完全一致的时钟基准。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种系统间全局时钟的确定方法，所述系统之间通路连接，包括以下步骤：

(1)确定一时钟源作为基准时钟源，所述基准时钟源覆盖所述的全部系统；

(2)所述基准时钟源产生标定信号，所述标定信号被分发至各系统处，记录所述标定信号的发出时间T_d(0)；

(3)所述标定信号到达所述各系统后，所述系统依据各自本地时钟记录所述标定信号到达时间T_a(n)，同时所述各系统处分别产生一返回信号并依据各自本地时钟记录所述返回信号的发出时间T_b(n)，接收所述返回信号并所述记录所述返回信号到达所述基准时钟源的到达时间T_d(n)，以确定所述各系统至所述基准时间源之间的绝对偏移Delay(n)；

(4)根据所述绝对偏移Delay(n)、所述标定信号到达时间T_a(n)或所述返回信号的发出时间T_b(n)来分别确定各自本地时钟与基准时钟源之间的零点偏差T_c(n)＝，将T_c(n)作为校正参数对各自系统的本地时钟进行校正以形成全局时钟。

其中，T_c(n)＝(T_a(n)-Delay(n)-T_d(0))或T_c(n)＝(Delay(n)+T_b(n)-T_d(n))，。

优选的，所述标定信号发出时间T_d(0)以及所述返回信号到达时间T_d(n)的接收与记录由一与基准时钟源相配合的信号记录单元完成；

优选的，所述步骤(2)中，由所述与基准时钟源相配合的信号记录单元将所述标定信号分发至各系统处。

优选的，所述基准时钟源以及与所述基准时钟源相配合的信号记录单元属于其中一系统；

优选的，所述步骤(1)中，所述基准时钟源为一时钟控制器或包括一时钟控制器以及接受时钟控制器控制的时钟发生器。

优选的，所述标定信号为所述时钟控制器直接发出的一个电脉冲形成或者所述时钟发生器接受所述时钟控制器驱动发出的一段时钟信号。

优选的，所述步骤(3)中，所述到达时间T_a(n)以及发出时间T_b(n)经由各系统内本地时钟以及与所述本地时钟相配合的本地信号记录单元确定。