1、系統(tǒng)概述

時(shí)間統(tǒng)一設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間的同步功能，在特定應(yīng)用場合稱為“時(shí)統(tǒng)設(shè)備”。在運(yùn)行原理上主要由輸入的時(shí)間源基準(zhǔn)和輸出的授時(shí)協(xié)議類型組成，在不同的項(xiàng)目環(huán)境中根據(jù)項(xiàng)目要求確定時(shí)間同步方案，從而得到時(shí)間的有序統(tǒng)一。

2、系統(tǒng)要求

根據(jù)系統(tǒng)文件內(nèi)容的描述，對時(shí)間同步功能的要求主要有兩處的說明（列舉修改標(biāo)題為《時(shí)鐘同步（一）》和《時(shí)鐘同步（二）》）。其具體說明文件中表現(xiàn)形式如下：

2.1時(shí)鐘同步（一）

時(shí)鐘終端與北斗、GPS時(shí)間同步精度：優(yōu)于100ns（衛(wèi)星信號在線）

IRIG-B(DC)同步精度：優(yōu)于1us；（相對于輸入在線參考）

IRIG-B(AC)同步精度：優(yōu)于10us；（相對于輸入在線參考）

守時(shí)精度：優(yōu)于1us/30分鐘

2.2時(shí)鐘同步（二）

具有接收北斗、衛(wèi)星、B(DC)、B(AC)、NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)功能

能產(chǎn)生并發(fā)布IRIG-B(DC)、頻率脈沖信號等時(shí)統(tǒng)信號

能夠接收基底時(shí)統(tǒng)中心站的10MHz頻率信號

可通過B(DC)向計(jì)算機(jī)時(shí)碼卡進(jìn)行授時(shí)服務(wù)

時(shí)碼卡自身具有守時(shí)能力

3、系統(tǒng)配置

根據(jù)原文件中顯示對時(shí)鐘同步要求的描述，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際拆分為兩類設(shè)備，分別為用于綜合接收各種時(shí)間源信號并滿足多種授時(shí)協(xié)議時(shí)統(tǒng)設(shè)備，和系統(tǒng)中提到單獨(dú)用于計(jì)算機(jī)授時(shí)的時(shí)碼卡設(shè)備。

3.1時(shí)統(tǒng)設(shè)備

時(shí)統(tǒng)設(shè)備指系統(tǒng)文件中除時(shí)碼卡功能外，滿足于其他接收和授時(shí)協(xié)議接口需求的設(shè)備，其需滿足參數(shù)如下：

3.1.1輸入基準(zhǔn)參考

具有接收北斗、衛(wèi)星、B(DC)、B(AC)、NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)功能；

時(shí)鐘終端與北斗、GPS時(shí)間同步精度：優(yōu)于100ns（衛(wèi)星信號在線）；

能夠接收基底時(shí)統(tǒng)中心站的10MHz頻率信號；

IRIG-B(DC)同步精度：優(yōu)于1us；（相對于輸入在線參考）；

IRIG-B(AC)同步精度：優(yōu)于10us；（相對于輸入在線參考）；

守時(shí)精度：優(yōu)于1us/30分鐘。

3.1.2輸出方式參考

能產(chǎn)生并發(fā)布IRIG-B(DC)、頻率脈沖信號等時(shí)統(tǒng)信號。

3.1.3時(shí)統(tǒng)設(shè)備選型

根據(jù)以上描述，對時(shí)統(tǒng)設(shè)備輸入輸出的參考參數(shù)總結(jié)，選擇型號為SYN012型B碼時(shí)統(tǒng)設(shè)備，其在設(shè)計(jì)中信號的輸入輸出均采用電氣隔離電路，抗干擾、抗損壞，且輸出接口信號種類齊全，可根據(jù)系統(tǒng)需要靈活配置各種輸入輸出信號，在本系統(tǒng)應(yīng)用上選擇最為合適。

根據(jù)以上描述中的需求，對時(shí)統(tǒng)設(shè)備守時(shí)精度的要求，需內(nèi)置銣原子鐘實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對設(shè)備守時(shí)精度的要求。對本次選型的SYN012型B碼時(shí)統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)配置如下表所示：

3.2時(shí)碼卡

根據(jù)系統(tǒng)文件中的說明，對于時(shí)碼卡的要求有明確的功能說明，具體描述如下：

可通過B(DC)向計(jì)算機(jī)時(shí)碼卡進(jìn)行授時(shí)服務(wù)

時(shí)碼卡自身具有守時(shí)能力

即時(shí)碼卡在選擇上應(yīng)滿足于接收IRIG-B(DC)時(shí)間源基準(zhǔn)的功能，同時(shí)可通過某種方式對計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)授時(shí)服務(wù)，且自身具有守時(shí)能力。

3.2.1時(shí)碼卡選型

根據(jù)描述我們對時(shí)碼卡的選擇為SYN4632型PCIe時(shí)鐘同步卡，可通過PCIe總線為計(jì)算機(jī)、工控機(jī)等操作系統(tǒng)提供高精度硬件時(shí)鐘的同步卡。該時(shí)鐘同步卡采用流水線自動(dòng)化貼片生產(chǎn)，使用FPGA+ARM框架設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的時(shí)間精度和準(zhǔn)確度，滿足不同用戶需求。

SYN4632型PCIe時(shí)鐘同步卡相對其他計(jì)算機(jī)時(shí)碼卡，因其PCIe接口除提供供電的作用外，還通過PCIe總線協(xié)議進(jìn)行對計(jì)算機(jī)的授時(shí)服務(wù)，其精度可達(dá)到10us以上，更適用于此次系統(tǒng)的需求。內(nèi)裝OCX0恒溫晶體振蕩器，接收衛(wèi)星信號，使恒溫晶振輸出頻率同步于衛(wèi)星銫原子鐘信號上，當(dāng)內(nèi)部鎖相環(huán)工作正常后，能自動(dòng)學(xué)習(xí)鎖相過程，在衛(wèi)星信號丟失后自動(dòng)復(fù)現(xiàn)這個(gè)過程。在斷開外部參考一定長的一段時(shí)間內(nèi)保持鎖定前的狀態(tài)，提高了頻率信號的長期穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度，能夠提供銫鐘量級的高精度時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)，滿足守時(shí)精度：優(yōu)于1us/30分鐘。

根據(jù)以上描述，對SYN4632型PCIe時(shí)鐘同步卡技術(shù)參數(shù)配置如下：

4、系統(tǒng)應(yīng)用

時(shí)間統(tǒng)一設(shè)備在系統(tǒng)應(yīng)用中，主要標(biāo)示為輸入信號，輸出信號，時(shí)碼卡對計(jì)算機(jī)的授時(shí)三部分。其中輸入信號和輸出信號隸屬于時(shí)統(tǒng)設(shè)備。

根據(jù)以上描述，將系統(tǒng)環(huán)境統(tǒng)一，并簡化，其系統(tǒng)在運(yùn)行中時(shí)統(tǒng)設(shè)備可接收衛(wèi)星時(shí)間基準(zhǔn)信號（GPS北斗），同時(shí)可預(yù)選B(DC)、B(AC)、NTP或基底時(shí)統(tǒng)中心站的10MHz頻率信號。

其中衛(wèi)星時(shí)間信號，通過時(shí)統(tǒng)設(shè)備鏈接GPS北斗衛(wèi)星天線進(jìn)行時(shí)間信息的獲取，需天線蘑菇頭安裝在天線支架上并裝固于房屋頂端或平臺(tái)上，要保證天線蘑菇頭有盡可能大的視場（360度天空），不得有障礙物遮擋。

其他輸入信號，需要通過上級時(shí)間源設(shè)備獲取，如基時(shí)統(tǒng)中心站的10MHz頻率信號參考。即相同協(xié)議的信號接入相對應(yīng)的輸入接口即可。

整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中的基準(zhǔn)圖如下所示：