[发明专利]一种可级联仪器间的硬件同步的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及控制、测试技术领域，尤其涉及一种应用于大型控制、测试系统中可级联的控制、测试仪器之间的同步方法。

背景技术：

在控制、测试技术领域应用中，尤其是一些复杂状态信息的提取、模拟计算，其不仅需要信号采集链路数量巨大，还需要多路信号采集链路进行严格的同步。传统的单台仪器显然是不可能完全满足其是日益增加的应用要求，为此，采取多台仪器级联或分布式连接已成为必然的趋势，多仪器间信号采集链路的同步处理也成为不可避免的因素。

目前，多仪器间的同步，不管是级联还是分布式，主要有两种技术方案：一是采用主控模块设置同步时刻，各仪器通过独自计数与设置下的同步时刻比对，从而实现多台仪器同步；一是主控模块在固定时间段发送对时信号，仪器通过与对时信号校准时差，从而实现多台仪器同步。

上述的两种技术方案在实际应用中，可以在较大的时间容差内实现同步，但在需要精确时间的情况下，做到同步是很困难的。这是因为每个仪器的用来产生精确时间的外部晶振的精度是不同的。一般仪器使用的晶振精度为±50ppm左右，当两个仪器分别用百万分之五精度的晶振来产生精确时间时，如果不进行修正，其在1秒的时间里，相互间产生的最大偏差是50uS。换言之，如果两仪器采集的信号是20KHz，则在1秒内，会出现一个周期的相移。因此，要保证同步精确的一致性，就需要在极短的时间内进行修正，在实际应用中，这种频繁的修正势必造成多仪器系统的资源开销，从而降低效率。另外，晶振本身是一个温度敏感器件，温度影响会加剧上述现象，所以，上述现象是现有技术方案在技术上的缺陷。

综上所述，现有的技术方案存在以下缺陷：

一，若系统中的仪器采用各自的晶振在来产生精确时间实现同步，则需要频繁的同步操作，影响效率；

二，如不进行频繁的同步，则势必降低同步的时间精度，影响一致性。

发明内容：

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种可级联仪器间的硬件同步的方法。该方法主要是解决现有技术中系统中各仪器同步操作精度不高，受各仪器晶振个体差异影响大的问题，可以实现同步操作精度极高，且同步不受仪器晶振个体差异影响。其次，还可以解决现有技术中在系统同步后为消除晶振差异引起的累积误差而需要频繁对时的问题，使得只需要一次同步操作，即可实现长期的稳定的保持同步状态。再者，还可以解决现有技术繁琐的对时、同步控制流程，做到结构简洁，控制流程简单、高效率。

本发明的具体技术方案如下：

一种可级联仪器间的硬件同步的方法，该方法的具体步骤如下：

a.多台仪器的主控模块通过以太网进行信息交互，按照经由同步模块连接成的串联链路的位置顺序分配地址，确认链路中处于第一位置的仪器；

b.一旦需要进行同步，第一位置仪器的主控模块通过以太网向其他位置仪器的主控模块发出同步配置要求，并向该仪器内的同步模块发出同步命令；所述该仪器内的同步模块对该同步命令进行解释后，通过输出信号线向外发出同步输出信号、时钟输出信号；

c.其他仪器主控模块通过以太网接收同步配置要求，完成仪器的同步配置，同时该仪器内的同步模块通过输入信号线接收同步输入信号、时钟输入信号；所述经过该仪器内的同步模块处理后，其一路通过输出信号线向外发出同步输出信号、时钟输出信号；另一路引入到仪器其他功能电路进行同步操作，从而最终实现系统内所有仪器的同步。

上述方案中，所述仪器中的同步模块为一可编程逻辑处理电路，该可编程逻辑处理电路经由接口电路对主控模块的同步配置或同步命令进行接收，并做出相应的解释；同时综合经由同步输入接口接收的同步输入信号、时钟输入信号，通过DCM进行处理，然后通过同步输出口发出同步输出信号、时钟输出信号，同时通过接口电路将同步信息引入到仪器其他功能电路。

上述方案中，所述方法通过同步模块中可编程逻辑处理电路的DCM进行波形纠正、锁相处理，严格保证同步输入信号与同步输出信号、时钟输入信号与时钟输出信号同相位。即同步输入/输出信号与时钟输入/输出信号的相对时间差Δt始终是相同。

上述方案中，所述方法中当同步事件从第一台仪器的同步信号线发出后，其他的仪器在接收到同步事件后，则用同步事件后的同一个时钟沿来触发同步操作，由于可编程逻辑处理电路是硬件触发，其延时完全可以忽略，从而可以实现系统内所有仪器的精确同步。