GPS- PCI授时板卡设计方案

一、概述：

随着信息的发展，各类信息系统也越来越多，电脑机或工控机应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领的时间同步和时间准确，将电脑或工控机的时间信息(年月日时分秒)基于UTC（协调世界时）时间偏差限定在足够小的范围内，这种同步过程叫做时间同步。目前各系统之间的时钟并不是完全精确统一。系统需要时钟的高度精确，且今后的各类系统之间数据交互会越来越多，相应的时钟要求也越来越精确。因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。

PCI(Peripheral Component Interconnect)一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在PCI算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/8)，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz，传输带宽能达到266MB/s。1993年又提出了64bit的PCI总线，称为PCI-X，目前广泛采用的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 总线，64bit的PCI-X插槽更多是应用于服务器产品。

本方案适用于pci时钟, gps授时板卡，pci 时钟，gps授时板卡gps授时模块的应用

二、系统组成

PCI授时板卡可用于电脑或者工控机，PCI插口即可，采用PCI供电，获取GPS（北斗）时间信息，通过串口协议输出时间信息，从而达到时间的同步。

整套装置包括：PCI授时板卡，串口线，授时天线，天线支架

系统图如下：

三、授时系统的主要设备及功能

Ø  授时天线

GPS接收天线用于为GPS接收机提供信号，从而使PCI授时板卡获得高精度时间参考，为电脑/工控机提供准确的时间信息：

GPS天线主要性能如下：

形状：蘑菇头

线长：30米（可定制）

物理接口：BNC

支架：蘑菇头安装支架

Ø  GPS接收机

频点：L1

定时精度：优于100ns

跟踪灵敏度：-160dBm

Ø  RS232C串口：

串口输出误差：≤50us（波特率为115200时，误差与波特率有关）

物理接口： DB9公接头，3管脚输出，5管脚为地。

数据码型：起标与回车符为ASC码。数据（时、分、秒、年、月、日、）为BCD码。

数传速率： 9600Bit

工作方式：异步、单工。

帧格式：1位起始位，8位数据位，1位停止位，无校验位。

信息内容

内容为时、分、秒和年、月、日。

发送格式为：<B> hh mm ss yy MM DD <CR>

解释：<B>——起标、ASC码，取值42H

hh—时位（BCD码，下同）；mm—分位；ss—秒位；

yy—年位（年十、年个位、共两位）；MM—月位；DD—日位；

<CR>—回车符，ASC码,取值0D。

例：2008年7月18日9时38分26秒的发送格式为：

<42> 09 3826 08 07 18 <0D>

Ø  1PPS脉冲信号：

路数：1路

电平：TTL

同步误差：≤100ns

物理接口：DB9针形接头

Ø  环境特性：

工作温度：0℃～＋50℃

相对湿度：≤90%（40℃）

存储温度：-30℃～＋70℃

Ø  供电电源：PCI插槽+5V供电，功耗小于2W

Ø  使用方法如下：

根据装箱单检查板卡及附件是否齐备完好，如果发现包装箱严重破损，可与厂家联系，直至仪器通过性能测试。

将板卡从包装箱中取出，平放于操作台或机柜。

将板卡插入PCI卡槽，并保证板卡固定可靠。

连接好GPS天线，并使用串口线将计算机和板卡相连，打开随机附带的串口校时软件，选对串口端口号，打开软件即可对时（时间信息有效，串口才有输出）。

通电工作

打开电脑，板卡即通电工作；

如果板卡工作正常，1PPS秒脉冲指示灯一秒闪烁一次。

当接收到的卫星信号有效时，串口开始输出时间信息，本机在开机收到卫星后大概15分钟左右，时间输出正常。

四、客户使用常见问题和解决办法汇总

1、   客户电脑/工控机没有串口时怎么校时？

答：当电脑/工控机没有串口时，可选用串口转USB模块对时，串口线从PCI板卡接出来后接上串口转USB模块，usb接口接在电脑/工控机的usb接口上便可对时。

2、 怎么辨别PCI板卡收到星及输出的时间是有效的？

答：当接好天线后，一切链接完整后，打开串口授时软件，即可看见串口时间，及电脑的本地时间，当收到星后串口时间应是实时时间，如果没收到星串口时间显示的是PCI开机的原始时间。

3、 对时的周期可调吗？

答：目前有四种可选，1、自动校准，2、每时，3、每分，4、每秒。

4、 对时的话目前支持哪些操作系统？

答：基于稳定性及操作方便性，目前支持windows系统。

本方案适用于pci时钟, gps授时板卡，pci 时钟，gps授时模块的应用

五、保修说明

西安同步电子科技有限公司对所提供的产品进行品质保证，并提供完善的技术支持和售后服务，非人为造成产品故障损坏的，我司提供壹拾贰（12）个月免费保质期。质量保证期自设备交货验收之日起。在产品质量保证期内，出现因产品自身质量造成的故障情况，采取整机返修、寄送配件、提供备用PCI授时卡等方式，提供全面免费保修服务。