B類LXI儀器總線同步觸發技術
由于得到delay值后對offset值的計算是根據式(1)中的第一個式子得到,所以由圖2N分析可得,offset值可以比精確值偏大,也可以比精確值偏小,且從概率上來講應為等概的,故可采用較為簡單的均值濾波算法進行平滑即可。
其次,引起誤差的外部因素主要來自環境對系統和儀器的影響和時間印章(時間戳)的準確性,前者主要反映在晶振的速率上,而后者主要反映在IEEEl588時間協議的實現上。
在晶振速率方面,由于儀器的時鐘是由普通晶振提供的,所以環境(如溫度)的變化將極大地影響晶振的速率,常用品振精度不高,大概在100ppm左右,而對一般的LXI模塊則每隔2s進行一次同步,那么可以計算得到兩個模塊之間最大的偏差是400μs,故不可忽略。通常高精度儀器的晶振可以安在恒溫槽中(如OCXO),但考慮到成本和儀器簡化等因素,采用晶振同步自適應方法改進。設R,R′分別為主機和從機的品振速率,△t表示兩次測量晶振速率的時間問隔。那么分別計算一段時間內每臺從機記錄的本地時鐘時間,然后從機與主機進行比較來調整時鐘計數值,調準方案如下式所示,M,N分別為存△t的時間間隔內主從機的時鐘計數值。
為了使其更具自適應能力,可以根據上述方法計算t1′,t2′…tn′多個時間點時鐘計數調整值,并據此由曲線擬合的方法得到下一時間段[tn′,tn+l′]內的晶振速率,起到不斷校正品振偏差,使從機時鐘達到跟隨主機時鐘變化的目的。
實現IEEEl588(PTP)時鐘協議的方法有通過FPGA實現、通過集成有PTP協議的網絡收發芯片實現等幾種。通過FPGA實現的方法是最常用的,但方法繁瑣、實現精度不高。而最近出現的集成有PTP時鐘協議的實現方案方便快捷、實璣精度高,因此迅速被廣大設計者所接受。其硬件框圖如圖3所示。
在上述FPGA實現PTP的方案中,信息包加時間戳這一關鍵步驟也有幾種實現方法,每種方法產生不同的同步精度。見圖4所示。
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