时钟同步网络、时钟触发网络及实时触发处理方法技术

本公开提供了一种时钟同步网络、时钟触发网络及实时触发处理方法，其中，时钟同步网络包括：N个时钟触发模块，用于获取并传递通讯信息，输出同步时钟，其中，每两个时钟触发模块之间均可相互传递通讯信息；N个前端采集模块组，与每个时钟触发模块对应设置，用于接收同步时钟及授时信息，同步实时获取采集数据，并输出子触发信息至相应的时钟触发模块；前端采集模块组包括至少一个前端采集模块，该前端采集模块适用于实时同步采集信号波形，获取采集数据。本公开中的时钟同步网络仅用一个传输网络即实现分布节点间的同步授时、实时控制及触发交互，大大简化全局授时及控制系统部署。大大简化全局授时及控制系统部署。大大简化全局授时及控制系统部署。

【技术实现步骤摘要】
时钟同步网络、时钟触发网络及实时触发处理方法


[0001]本公开涉及实验物理的时钟同步控制领域，尤其涉及一种时钟同步网络、时钟触发网络及实时触发处理方法。

技术介绍

[0002]为了确保数据采集的同步精度，目前大规模的物理实验普遍采用的是星形或树状网络的时钟同步网络架构，其网络的根节点上存在一个主时钟模块，而其从模块则分布在其余不同叶节点上，从而构成主从同步时钟及控制指令的扇出方式。同时，实验物理中往往需要构建实时触发网络，以排除无效事例，降低系统数据率。
[0003]现有时钟同步网络常存在以下局限：现有技术中采用的树状拓扑结构网络均为单向，仅能实现同步时钟及控制信息的分发，难以支持触发信息的实时交互传递及处理。额外构建触发网络使得系统十分复杂。
[0004]因此，为了确保数据采集的同步精度，现有时钟同步网络难以对多级触发信息实现实时交互、同步授时及网络结构难以扩展的技术问题有待解决。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本公开提出了一种时钟同步网络及其实时触发处理方法，以至少解决上述现有技术中存在的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为达到上述目的，本公开提供了一种时钟同步网络，包括：
[0009]N个时钟触发模块，适用于获取并传递通讯信息，整合通讯信息形成N个同步时钟系统，同步时钟系统包括同步时钟；其中，N为大于等于1的整数；其中，N个时钟触发模块中相邻的两个时钟触发模块分别作为主授时节点和从授时节点，主授时节点与从授时节点之间相互传递通讯信息；
[0010]N个前端采集模块组，与每个时钟触发模块对应设置；其中，前端采集模块组包括：至少一个前端采集模块，至少一个前端采集模块与对应的同一个时钟触发模块相连，适用于接收时钟触发模块输出的同步时钟及授时信息，整合同步时钟、授时信息形成同步时钟系统；其中，前端采集模块适用于实时同步采集信号波形，获取采集数据；其中，前端采集模块整合同步时钟系统形成授时反馈信息，并输出授时反馈信息至与前端采集模块相应的时钟触发模块，完成前端采集模块的同步授时。
[0011]在本公开的一些实施例中，主授时节点，包括N个时钟触发模块中第k个时钟触发模块，适用于发出下行通讯信息并接收上行通讯信息；
[0012]从授时节点，包括N个时钟触发模块中第k+1个时钟触发模块，适用于发出上行通讯信息并接收下行通讯信息；其中，k为大于等于1且小于N的整数。
[0013]在本公开的一些实施例中，主授时节点包括：
[0014]主接收器，主接收器的第一端与从授时节点相连，适用于接收上行通讯信息，整合上行通讯信息形成主恢复时钟和从系统时间信息，输出主恢复时钟和从系统时间信息；
[0015]时间数字转换器，与主接收器的第二端相连，适用于接收主授时节点的主系统时钟和主接收器输出的主恢复时钟，测量主系统时钟与主恢复时钟的主相位差信息，并输出主相位差信息；
[0016]系统计时器，适用于接收从接收器输出的从系统时间信息和主系统时钟，整合主系统时钟形成主系统时间信息，整合从系统时间信息决定是否发送主系统时间信息；
[0017]主发送控制器，与时间数字转换器和系统计时器相连，适用于接收时间数字转换器输出的主相位差信息及系统计时器输出的主系统时间信息，整合主相位差信息和主系统时间信息形成主发送信息；
[0018]主发送器，与主发送控制器相连，适用于接收主发送控制器输出的主发送信息及主系统时钟，整合主发送信息和主系统时钟形成下行通讯信息，输出下行通讯信息。
[0019]在本公开的一些实施例中，从授时节点包括：
[0020]从接收器，从接收器的第一端与主发送器相连，适用于接收主发送器输出的下行通讯信息，整合下行通讯信息形成从恢复时钟、主相位差信息及主系统时间信息；
[0021]时间数字转换器，与从接收器的第二端相连，适用于接收从授时节点的从系统时钟和从接收器输出的从恢复时钟，测量从系统时钟与从恢复时钟的从相位差信息，并输出从相位差信息；
[0022]相位调节控制模块，与从接收器和时间数字转换器相连，适用于接收从接收器输出的主相位差信息和时间数字转换器输出的从相位差信息，整合主相位差信息和从相位差信息形成从相位差偏移信息，输出从相位差偏移信息；
[0023]时钟锁相环，与从接收器和相位调节控制模块相连，适用于接收从接收器输出的从恢复时钟和相位调节控制模块输出的从相位差偏移信息，整合从恢复时钟和从相位差偏移信息形成从系统时钟；
[0024]系统计时器，与从接收器相连，适用于接收从接收器输出的主系统时间信息，整合主系统时间信息和从系统时钟形成从系统时间信息，输出从系统时间信息；
[0025]从发送控制器，与系统计时器相连，适用于接收系统计时器输出的从系统时间信息，整合从系统时间信息形成从发送信息，输出从发送信息；
[0026]从发送器，从发送器的第一端与主接收器相连，从发送器的第二端与从发送控制器相连，适用于接收从发送控制器输出的从发送信息，整合从发送信息和从系统时钟形成上行通讯信息，输出上行通讯信息至主接收器。
[0027]在本公开的一些实施例中，时钟同步网络还包括：
[0028]串行通道，适用于连接每个时钟触发模块；每两个时钟触发模块之间的串行通道为两个，串行通道为光纤或电缆中的一种。
[0029]在本公开的一些实施例中，时钟触发模块为使用现场可编辑逻辑阵列的板卡。
[0030]在本公开的一些实施例中，时间数字转换器为在现场可编辑逻辑阵列中使用延时单元构建的延时链，适用于测量时间间隔。
[0031]本公开还提供了一种时钟触发网络，包括：
[0032]控制系统，适用于输出控制信息，并接收控制反馈信息；
[0033]第一级主节点时钟触发模块，与控制系统相连，适用于接收控制系统输出的控制信息，整合控制信息形成下行通讯信息，适用于接收时钟同步网络输出的上行通讯信息，整合上行通讯信息形成控制反馈信息，发送至控制系统；
[0034]时钟同步网络，与第一级主节点时钟触发模块相连，适用于接收第一级主节点时钟触发模块输出的下行通讯信息，整合下行通讯信息形成上行通讯信息，输出上行通讯信息至第一级主节点时钟触发模块。
[0035]在本公开的一些实施例中，时钟同步网络中的前端采集模块还包括：触发模块，适用于整合采集数据形成子触发信息并接收总触发信息；
[0036]时钟同步网络中的时钟触发模块还包括：子触发预处理模块，适用于汇聚至少一个前端采集模块内的子触发信息和子触发预处理模块的下一级子触发预处理模块的预处理子触发信息，对子触发信息和预处理子触发信息进行排序或合并形成预处理子触发信息，发送预处理子触发信息至时钟触发模块的上一级时钟触发模块；
[0037]第一级主节点时钟触发模块还包括：总触发处理模块和子触发预处理模块；子触发预处理模块适用于汇聚至少一个前端采集模块内的子触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时钟同步网络，包括：N个时钟触发模块，适用于获取并传递通讯信息，整合所述通讯信息形成N个同步时钟系统，所述同步时钟系统包括同步时钟；其中，N为大于等于1的整数；其中，N个所述时钟触发模块中相邻的两个所述时钟触发模块分别作为主授时节点和从授时节点，所述主授时节点与所述从授时节点之间相互传递所述通讯信息；N个前端采集模块组，与每个所述时钟触发模块对应设置；其中，所述前端采集模块组包括：至少一个前端采集模块，至少一个所述前端采集模块与对应的同一个所述时钟触发模块相连，适用于接收所述时钟触发模块输出的所述同步时钟及授时信息，整合所述同步时钟、所述授时信息形成所述同步时钟系统；其中，所述前端采集模块适用于实时同步采集信号波形，获取采集数据；其中，所述前端采集模块整合所述同步时钟系统形成授时反馈信息，并输出所述授时反馈信息至与所述前端采集模块相应的所述时钟触发模块，完成所述前端采集模块的同步授时。2.根据权利要求1所述的时钟同步网络，其中，所述主授时节点，包括N个所述时钟触发模块中第k个所述时钟触发模块，适用于发出下行通讯信息并接收上行通讯信息；所述从授时节点，包括N个所述时钟触发模块中第k+1个所述时钟触发模块，适用于发出所述上行通讯信息并接收所述下行通讯信息；其中，k为大于等于1且小于N的整数。3.根据权利要求1所述的时钟同步网络，其中，所述主授时节点包括：主接收器，所述主接收器的第一端与所述从授时节点相连，适用于接收所述上行通讯信息，整合所述上行通讯信息形成主恢复时钟和从系统时间信息，输出所述主恢复时钟和所述从系统时间信息；时间数字转换器，与所述主接收器的第二端相连，适用于接收所述主授时节点的主系统时钟和所述主接收器输出的所述主恢复时钟，测量所述主系统时钟与所述主恢复时钟的主相位差信息，并输出主相位差信息；系统计时器，适用于接收所述从接收器输出的所述从系统时间信息和所述主系统时钟，整合所述主系统时钟形成主系统时间信息，整合所述从系统时间信息决定是否发送主系统时间信息；主发送控制器，与所述时间数字转换器和系统计时器相连，适用于接收所述时间数字转换器输出的所述主相位差信息及所述系统计时器输出的主系统时间信息，整合所述主相位差信息和所述主系统时间信息形成主发送信息；主发送器，与所述主发送控制器相连，适用于接收所述主发送控制器输出的所述主发送信息及所述主系统时钟，整合所述主发送信息和所述主系统时钟形成下行通讯信息，输出下行通讯信息。4.根据权利要求3所述的时钟同步网络，其中，所述从授时节点包括：从接收器，所述从接收器的第一端与所述主发送器相连，适用于接收所述主发送器输出的所述下行通讯信息，整合所述下行通讯信息形成从恢复时钟、所述主相位差信息及所述主系统时间信息；时间数字转换器，与所述从接收器的第二端相连，适用于接收所述从授时节点的从系统时钟和所述从接收器输出的所述从恢复时钟，测量所述从系统时钟与所述从恢复时钟的
从相位差信息，并输出从相位差信息；相位调节控制模块，与所述从接收器和所述时间数字转换器相连，适用于接收所述从接收器输出的所述主相位差信息和所述时间数字转换器输出的从相位差信息，整合所述主相位差信息和从相位差信息形成从相位差偏移信息，输出所述从相位差偏移信息；时钟锁相环，与所述从接收器和所述相位调节控制模块相连，适用于接收所述从接收器输出的所述从恢复时钟和所述相位调节控制模块输出的从相位差偏移信息，整合所述从恢复时钟和所述从相位差偏移信息形成所述从系统时钟；系统计时器，与所述从接收器相连，适用于接收所述从接收器输出的所述主系统时间信息，整合所述主系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹平，解立坤，李嘉雯，黄锡汝，李超，袁建辉，安琪，岳琼申，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：