B類(lèi)LXI儀器總線(xiàn)同步觸發(fā)技術(shù)

由于得到delay值后對(duì)offset值的計(jì)算是根據(jù)式(1)中的第一個(gè)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(lái)講應(yīng)為等概的，故可采用較為簡(jiǎn)單的均值濾波算法進(jìn)行平滑即可。
其次，引起誤差的外部因素主要來(lái)自環(huán)境對(duì)系統(tǒng)和儀器的影響和時(shí)間印章(時(shí)間戳)的準(zhǔn)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(shí)間協(xié)議的實(shí)現(xiàn)上。
在晶振速率方面，由于儀器的時(shí)鐘是由普通晶振提供的，所以環(huán)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(duì)一般的LXI模塊則每隔2s進(jìn)行一次同步，那么可以計(jì)算得到兩個(gè)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(jiǎn)化等因素，采用晶振同步自適應(yīng)方法改進(jìn)。設(shè)R，R′分別為主機(jī)和從機(jī)的品振速率，△t表示兩次測(cè)量晶振速率的時(shí)間問(wèn)隔。那么分別計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)每臺(tái)從機(jī)記錄的本地時(shí)鐘時(shí)間，然后從機(jī)與主機(jī)進(jìn)行比較來(lái)調(diào)整時(shí)鐘計(jì)數(shù)值，調(diào)準(zhǔn)方案如下式所示，M，N分別為存△t的時(shí)間間隔內(nèi)主從機(jī)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)值。

為了使其更具自適應(yīng)能力，可以根據(jù)上述方法計(jì)算t1′，t2′…tn′多個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)調(diào)整值，并據(jù)此由曲線(xiàn)擬合的方法得到下一時(shí)間段[tn′，tn+l′]內(nèi)的晶振速率，起到不斷校正品振偏差，使從機(jī)時(shí)鐘達(dá)到跟隨主機(jī)時(shí)鐘變化的目的。
實(shí)現(xiàn)IEEEl588(PTP)時(shí)鐘協(xié)議的方法有通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)、通過(guò)集成有PTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)芯片實(shí)現(xiàn)等幾種。通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)的方法是最常用的，但方法繁瑣、實(shí)現(xiàn)精度不高。而最近出現(xiàn)的集成有PTP時(shí)鐘協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方案方便快捷、實(shí)璣精度高，因此迅速被廣大設(shè)計(jì)者所接受。其硬件框圖如圖3所示。

在上述FPGA實(shí)現(xiàn)PTP的方案中，信息包加時(shí)間戳這一關(guān)鍵步驟也有幾種實(shí)現(xiàn)方法，每種方法產(chǎn)生不同的同步精度。見(jiàn)圖4所示。