一种精密同步时钟的实现方法

摘要

本发明公开了一种精密同步时钟的实现方法，旨在提供一种测量和自动化系统中基于工业以太网精密同步时钟的传输方法。其技术方案的要点是，包括基于模糊PID的频率和偏差调整算法，快速内部时钟同步算法，实时同步检查算法和实时内部时钟频率和时间偏差微调算法。本发明的用途：本方法可以实现时钟的快速切换，可以被应用在高可靠、冗余时钟源系统，在10秒以内即可完成时钟的切换；单级时钟的传输精度可达50ns级别；由于本算法可以实现时钟的快速切换，同样适用于在冗余环网下实现高可靠的时钟同步系统，降级了对终端设备的时钟HOLDOVER功能。本发明实现了软件收发精密同步时钟协议报文、调整、校对系统时钟功能。

主权项

一种精密同步时钟的实现方法，其特征在于，包括基于模糊PID的频率和偏差调整算法，快速内部时钟同步算法，实时同步检查算法和实时内部时钟频率和时间偏差微调算法，其步骤为： (1)、对1588时钟PHY芯片进行频率调整和偏差调整同步，具体为：根据IEC61588V2协议，通过1588时钟PHY芯片获取PTP报文时间戳，采用模糊PID调整算法对1588时钟PHY芯片时钟系统做频率调整和偏差调整，频率调整和偏差调整同步进行； (2)同步并保持PHY时钟芯片的本地时间系统的良好的精度，具体为：内部时钟基准PHY，整秒向外发送PPS脉冲，其他时钟PHY芯片要和内部时钟基准PHY之间同步；首先从纳秒级开始，当内部纳秒对准后，对秒级时钟；配置PHY芯片PPS输出功能； (3)为了保证在操作过程中的可靠性，定时检查芯片的同步状态，对于未同步1588时钟PHY芯片做重新同步操作，具体为： 使用实时内部时钟频率算法,频率调整公式：F_k+1＝F_k–K_I Fδ_k+1,其中K_I为模糊PID调整因子； 使用实时内部时钟时间偏差微调算法,偏差调整公式：δT＝‑K_P TOffset_K+1，其中K_P为模糊PID调整因子。