GPS時鐘同步卡工作原理及實現方案

隨著電力自動化系統的提高，基于PCI-E的同步時鐘卡就得到廣泛應用，同步時鐘卡采用PCI-E總線的方式，PCI-E總線具有點對點串行互聯，雙通道、高帶寬、傳輸速度快的特點，總線性能的優勢是非常明顯的。因此針對GPS時鐘同步卡的工作原理和實現方式做以下詳細說明。

1、GPS時鐘同步卡概述

時間是基礎研究、科技實驗和自動控制系統等領域的一個非常重要的參數，它為電力自動化系統中的時序計量提供了至關重要的時間基準。電力系統中的故障錄波和故障診斷等，需要毫秒級的精確時間計量。為了實現系統中各個設備之間時間的一致性和準確性，系統中配備時鐘源進行授時，同步時鐘卡從時鐘源獲取高精度的時間，使系統中各個設備與主機時鐘源保持高精度的同步。

2、同步時鐘卡實現方案

自行研發的PCI-E同步時鐘卡，主要分為單片機控制，雙口RAM模塊，FPGA本地邏輯控制，橋接芯片等部分組成。同步時鐘卡從時鐘源接收時鐘信號，單片機對信號進行解析生成高精度的時間信息，根據控制邏輯FPGA產生的PPS秒脈沖中斷信號解碼IRIG-B格式時間碼，得到當前基準時間，并產生精確到微秒的絕對時標，將時標連續寫入雙口RAM中，PC機通過PCI-E總線讀入雙口RAM中的微秒的時標信息，從而得到高精度的絕對時間。PC機可以主動查詢雙口RAM中的數據，也可以由外部事件通過中斷通知PC機，從而讀取雙口RAM中的數據。

對于PCI-E總線小批量的數據傳輸，使用新型的橋接芯片來完成接口實現，并且設計了微秒時間刻度的產生電路以及將微秒時間刻度提供給PC機的數據交換電路，完成了PC機與同步時鐘卡的時間信息的傳輸。通過應用程序來測試功能實現，結果表明微秒的時間刻度完整未出現丟失，中斷對時方式和定時查詢對時方式都成功獲取到了同步時鐘卡中的時間信息，時間數據傳輸穩定可靠。

3、PCI-E總線介紹

PCIE總線物理鏈路圖

PCI-E總線是第三代IO總線技術，這是一種全新的總線規范。不同于PCI總線的共享并行架構方式，PCI-E總線采用的設備通訊方式是端到端的串行通信，這使得每個PCI-E設備都擁有獨自的數據連接，不同設備同時進行數據交互時不會相互干擾，保障了數據傳輸的完整性和可靠性。

4、PCI-E總線接口實現

PCI-E總線的橋接芯片采用一種新型橋接芯片，能夠將高速的PCI-E轉換成易用的8位并行接口，支持I/O端口映射和擴展ROM以及中斷請求。其主要特點是：支持I/O讀寫，自動分配I/O基址，支持長度為232字節的端口；存取數據可達到每秒1MB；支持兩線串行接口的EEPROM用于存儲非易失數據；支持電平中斷或邊沿中斷請求，支持中斷共享；內含硬件計數單元，支持低功耗的睡眠模式等。在需要的時候可進入睡眠狀態，可大大降低電流的功耗。

5、GPS時鐘同步卡應用

GPS時鐘同步卡應用在電力系統的故障錄波和事件記錄等裝置中，不僅滿足了電力系統所需的授時精度和時間分辨率，而且有效解決電力系統的故障錄波和故障診斷的問題，大大降低了設計成本。

6、GPS時鐘同步卡推薦

SYN4601型 GPS-PCI授時卡是一款PCI授時型板卡，接收GPS衛星信號，從GPS地球同步衛星上獲取標準時鐘信號信息，通過串口對計算機進行自動校時。

SYN4615型CDMA-PCIe授時卡是一款PCIe授時型板卡，集成了CDMA接收模塊，可以在無卡狀態下，通過CDMA網絡獲得標準時間信息。

SYN4627型B碼-CPCI授時卡是一款CPCI授時型板卡，接收外部DC碼和AC碼，從而產生DC碼和AC碼各一路，及串口時間信息，串口信息通過串口對計算機進行授時。

7、GPS時鐘同步卡廠家

西安同步電子科技有限公司擁有十幾種時鐘同步板卡，從gps時鐘同步卡到北斗時鐘同步卡，再從PCI時鐘同步卡到PCIE時鐘同步卡，最近又推出了CPCI時鐘同步卡，都得到用戶的一致認可，最新推出的CDMA時鐘同步卡滿足架設天線不方便的場合，B碼時鐘同步卡滿足已有B碼時鐘源的場合。

西安同步2012年成立，通過ISO9001質量體系認證，包括gps時鐘同步卡研發銷售和生產，注冊資本1000萬元，公司坐落于陜西省西安市高新區，是國內生產時鐘同步卡種類最全面的廠家，歡迎各位新老用戶來公司考察洽談。