GPS时钟同步卡工作原理及实现方案

随着电力自动化系统的提高，基于PCI-E的同步时钟卡就得到广泛应用，同步时钟卡采用PCI-E总线的方式，PCI-E总线具有点对点串行互联，双通道、高带宽、传输速度快的特点，总线性能的优势是非常明显的。因此针对GPS时钟同步卡的工作原理和实现方式做以下详细说明。

1、GPS时钟同步卡概述

时间是基础研究、科技实验和自动控制系统等领域的一个非常重要的参数，它为电力自动化系统中的时序计量提供了至关重要的时间基准。电力系统中的故障录波和故障诊断等，需要毫秒级的精确时间计量。为了实现系统中各个设备之间时间的一致性和准确性，系统中配备时钟源进行授时，同步时钟卡从时钟源获取高精度的时间，使系统中各个设备与主机时钟源保持高精度的同步。

2、同步时钟卡实现方案

自行研发的PCI-E同步时钟卡，主要分为单片机控制，双口RAM模块，FPGA本地逻辑控制，桥接芯片等部分组成。同步时钟卡从时钟源接收时钟信号，单片机对信号进行解析生成高精度的时间信息，根据控制逻辑FPGA产生的PPS秒脉冲中断信号解码IRIG-B格式时间码，得到当前基准时间，并产生精确到微秒的绝对时标，将时标连续写入双口RAM中，PC机通过PCI-E总线读入双口RAM中的微秒的时标信息，从而得到高精度的绝对时间。PC机可以主动查询双口RAM中的数据，也可以由外部事件通过中断通知PC机，从而读取双口RAM中的数据。

对于PCI-E总线小批量的数据传输，使用新型的桥接芯片来完成接口实现，并且设计了微秒时间刻度的产生电路以及将微秒时间刻度提供给PC机的数据交换电路，完成了PC机与同步时钟卡的时间信息的传输。通过应用程序来测试功能实现，结果表明微秒的时间刻度完整未出现丢失，中断对时方式和定时查询对时方式都成功获取到了同步时钟卡中的时间信息，时间数据传输稳定可靠。

3、PCI-E总线介绍

PCIE总线物理链路图

PCI-E总线是第三代IO总线技术，这是一种全新的总线规范。不同于PCI总线的共享并行架构方式，PCI-E总线采用的设备通讯方式是端到端的串行通信，这使得每个PCI-E设备都拥有独自的数据连接，不同设备同时进行数据交互时不会相互干扰，保障了数据传输的完整性和可靠性。

4、PCI-E总线接口实现

PCI-E总线的桥接芯片采用一种新型桥接芯片，能够将高速的PCI-E转换成易用的8位并行接口，支持I/O端口映射和扩展ROM以及中断请求。其主要特点是：支持I/O读写，自动分配I/O基址，支持长度为232字节的端口；存取数据可达到每秒1MB；支持两线串行接口的EEPROM用于存储非易失数据；支持电平中断或边沿中断请求，支持中断共享；内含硬件计数单元，支持低功耗的睡眠模式等。在需要的时候可进入睡眠状态，可大大降低电流的功耗。

5、GPS时钟同步卡应用

GPS时钟同步卡应用在电力系统的故障录波和事件记录等装置中，不仅满足了电力系统所需的授时精度和时间分辨率，而且有效解决电力系统的故障录波和故障诊断的问题，大大降低了设计成本。

6、GPS时钟同步卡推荐

SYN4601型 GPS-PCI授时卡是一款PCI授时型板卡，接收GPS卫星信号，从GPS地球同步卫星上获取标准时钟信号信息，通过串口对计算机进行自动校时。

SYN4615型CDMA-PCIe授时卡是一款PCIe授时型板卡，集成了CDMA接收模块，可以在无卡状态下，通过CDMA网络获得标准时间信息。

SYN4627型B码-CPCI授时卡是一款CPCI授时型板卡，接收外部DC码和AC码，从而产生DC码和AC码各一路，及串口时间信息，串口信息通过串口对计算机进行授时。

7、GPS时钟同步卡厂家

西安同步电子科技有限公司拥有十几种时钟同步板卡，从gps时钟同步卡到北斗时钟同步卡，再从PCI时钟同步卡到PCIE时钟同步卡，最近又推出了CPCI时钟同步卡，都得到用户的一致认可，最新推出的CDMA时钟同步卡满足架设天线不方便的场合，B码时钟同步卡满足已有B码时钟源的场合。

西安同步2012年成立，通过ISO9001质量体系认证，包括gps时钟同步卡研发销售和生产，注册资本1000万元，公司坐落于陕西省西安市高新区，是国内生产时钟同步卡种类最全面的厂家，欢迎各位新老用户来公司考察洽谈。