时钟信号

随着科技的进步社会的发展，人们对于时间的精准和统一要求越来越高。各行各业对于时间的精准和统一要求也非常高，比如电力，机场、轻轨、地铁、体育场馆、酒店、医院、部队、油田、水利工程等行业。标准时钟系统SYN4505，为时钟和计算机系统及其它弱电子系统提供标准的时间源，并使各系统的时间同步。 标准时钟系统SYN4505接收GPS卫星或北斗卫星系统中的时标信号作为标准时间源，标准时间源通过交换机传输，将信号源传输到子钟SYN6109和计算机系统并对信号源进行校准，提供统一标准的时间基准。标准时钟系统控制中心，向各子系统或子钟发送标准时钟信号，并监测所有时钟工作状态，控制所有时钟的运行，如图所示。 授时系统 授时系统是向时钟设备提供授时和时间服务的。授时可通过电话、网络、无线电、电视、专用（长波和短波）电台、卫星等设施和系统进行，它们具有不同的传递精度，可满足不同用户的需要。GPS卫星校时顾名思义时间源是从gps卫星上获取时间信息的。GPS授时系统接收GPS卫星和北斗卫星授时时间信号，将标准UTC时间信息通过网络传输，为网络设备提供精确、标准、安全、可靠和多功能的ntp校时服务。 时间同步系统： 时间同步系统是NTP网络时间服务器通过接收GPS卫星输入信号或北斗输入卫星信号，并通过交换机传输，将标准时间传输到子钟或计算机中，通过计算机对子钟时间进行监控实现时间同步

高精度统一时钟基准特点 在社会的不断进步和科技的快速发展下，各行各业对时间精度的要求越来越越高，各行业设备之间的时间同步也更为重要，尤其在航空、航天、军事装备、精密仪器等领域，都需要高精度统一时钟基准作为时间信号，用来保证设备的时间同步。高精度统一时钟基准，是精度更高的时钟设备作为时间基准，一般应在电网、电厂等领域确立统一的时间基准。 时钟服务器，通过天线接收卫星信号为时间基准，然后通过网口或者串口输出时间信号，将时间信号传输给设备，使设备和卫星的时间同步。目前NTP网络时钟服务器，是以 NTP网络协议进行传输时间信息的，可以同时授时的设备多操作方便简洁，所以 使用较为广泛，但是在 NTP协议不能满足各 设备 之间的定时同步精度或者时钟设备精度低时，就需要 高精度统一时钟设备，如SYN2151型NTP时间同步服务器或者 SYN2401型PTP精密主时钟等设备。 时钟服务器在各设备运行中起关键作用，也是通信支撑网的重要组成部分，但一些时钟设备在应用中还会存在精度低、时间不统一、误差大等问题。目前市场上时钟设备种类很多，但能符合产品性要求的较少，消费者在购买时一般要注意：卫星信号种类、输出信号种类、授时精度 范围 、 守时精度范围、防火墙保护、软件监控等等 。 西安同步电子科技有限公司专业生产时间频率类产品，所生产的时钟设备精度高、误差小，SYN2151NTP时间同步服务器

铷原子时钟基准介绍 在科技的快速发展下，时频设备也在不断进步，来满足各领域的需要。时频设备已经不只是简单的计时了，还有着安全防护、继电器报警、统一时间等作用。在一些授时要求相对简单的行业，普通的时频设备就可以满足，但在军事、电力、科研机构、航空、航天等领域，就需要高精度时钟设备，内置铷原子时钟进行守时，并且以铷原子时钟提供的时间信息为基准。 铷原子钟守时精度较高，铷原子钟是由铷量子部分和压控晶体振荡器组成，误差信号送回到压控晶体振荡器，对频率进行调节使频率锁定在铷原子特有的能级，跃迁到所对应的频率上。铷原子钟是由单片机电路、伺服电路、微波倍频电路、频率调制、倍频综合电路几个模块组成。铷钟的基本工作原理与铯钟相似，均利用能级跃迁的谐振频率作为基准。原子是围绕在原子核周围不同电子层的能量差，来吸收或释放电磁能量的，当原子从一个高“能量态”跃迁至低的“能量态”时，它便会释放电磁波。这种电磁波特征频率是固定的，这也就是人们所说的共振频率。通过以这种共振频率为节拍器，原子钟可以来测定时间。 在时频设备使用过程中，需要接收卫星信号并进行实时对时以保证时间准确，但是有些时频设备在使用中，因使用场所的限制不能一直接收卫星信号，但如果接收不到卫星信号，随着时间的推移设备就会存在一定误差，从而导致时间不准确，所以在这种情况下时频设备内部会配置温补晶振、恒温晶振、铷原子钟等

前面讲解了使用EDA工具（主要是power compiler）进行功耗分析的流程，这里我们将介绍在数字IC中进行 低功耗设计的方法 ，同时也结合EDA工具（主要是Design Compiler）如何实现。我们的讲解的低功耗设计主要是 自顶向下 的设计，也就是说，我们首先介绍在系统架构层面上如何进行低功耗设计（或者可以从哪些方面进行低功耗设计）；然后我们在RTL层面和门级层面上介绍低功耗设计的方法，这两个种方法主要是依靠 RTL代码和Design Compiler实现的 ，这是我们前端设计人员进行低功耗设计与优化所需要知道的，我们会着重介绍；最后我们简单介绍在物理设计层次上面降低功耗的方法。今天我们记录系统与架构级的低功耗设计。 1.系统与架构级低功耗设计 　　系统与架构层次的低功耗设计，可以节省70%以上的功耗。这个层次上的设计往往是由系统和架构设计人员进行的，这些人员往往是有着丰富经验的设计人员。他们制定了低功耗设计方案，由下一级的设计人员（比如做前端设计、做Flow的人员）进行具体实现。下面就来介绍一下在系统架构方面，可以从哪些方面进行低功耗设计，由于我只是只菜鸟，因此这些内容只是我在前人的经验中进行总结学习的笔记，仅供参考。 　　（1）多电压设计技术（Multi-VDD） ①多电压设计技术介绍 从前面的功耗方程中，我们可以知道，电压与功耗有着密切的联系

二、RTL级低功耗设计（续）　 　　前面一篇博文我记录了操作数隔离等低功耗设计，这里就主要介绍一下使用门控时钟进行低功耗设计。 　　（4）门控时钟 　　门控时钟在我的第一篇博客中有简单的描述，这里就进行比较详细的描述吧。我们主要学习门控时钟电路是什么、什么使用门控时钟、综合库里的门控时钟、如何使用门控时钟、对门控时钟的一些处理、手动插入门控时钟。我们重点介绍如何 使用门控时钟和门控时钟的处理 。 ①门控时钟概述 　　门控时钟有两种方案:一种直接针对寄存器的时钟进行门控，一种对模块级别的时钟进行门控。相比之下，直接对寄存器的时钟进行门控更为灵活。因为在很多时候，我们不能保证刚好将不需要门控的寄存器与需要门控的寄存器分配在不同的模块。因此我们主要介 绍寄存器级的门控时钟 。 ============================================================================= 下图是门控时钟的一个简单电路图： 　　　　　　　　　　　　　　 上述电路图中，将 控制信号(EN) 直接与 时钟信号(CLK) 进行 与 操作，以完成门控。门控后的时钟信号GCLK送到寄存器阵列中。这样，当EN为0时，该时钟被关掉。相应的波形如下所示： 　　　　　　　　 可以看出，如果EN信号不加控制，会导致门控时钟信号出现毛刺。时钟上的信号出现毛刺是非常危险的

【教程】史上最详细的调试工具SingalTap使用教程 本文为明德扬原创文章，转载请注明出处！   明德扬设计的工程经常使用到Quartus Ⅱ软件，其中常用的调试工具就是SignalTap。当代码经过仿真没有问题，但加载到FPGA电路板后，发现功能不正确时，我们就可以用signalTap工具进行分析，它的作用就类似于一个数字逻辑分析仪。今天就给大家分享SignalTap的使用教程。 一、打开SignalTap工具   打开Quartus后，在菜单栏中，选择“Tools”->”SignalTal II Logic Analyzer”，就可以打开SignalTap工具。如下图： 二，使用SignalTap调试设置步骤   界面示意图如下所示，其中有对应的标号，其解释如下：   ◆ 1—4为基本的软硬件配置：   1为下载线选择；   2为硬件检测（识别相关的FPGA设备）；   3工程配置文件选择（sof文件）；   4加载sof文件（1-3均完成后即可加载文件）。   ◆ 5为采样时钟设置：选择采样时钟，采样时钟要根据具体需要进行设置, 可以为模块的工作时钟，也可以为内部信号；   ◆ 6为采样深度设置：采样深度并非越大越好，要根据分析需求进行合理设置；   ◆ 7为触发位置选择：包括前段触发、中间触发、后端触发三种方式，以触发点为参考，触发位置不同，我们能得到不同时间段的信号值。

众所周知，分频器是FPGA设计中使用频率非常高的基本设计之一，尽管在目前大部分设计中，广泛使用芯片厂家集成的锁相环资源，如altera 的PLL，Xilinx的DLL.来进行时钟的分频，倍频以及相移。但是对于时钟要求不高的基本设计，通过语言进行时钟的分频相移仍然非常流行，首先这种方法可以节省芯片内部的锁相环资源，再者，消耗不多的逻辑单元就可以达到对时钟操作的目的。另一方面，通过语言设计进行时钟分频，可以看出设计者对设计语言的理解程度。因此很多招聘单位在招聘时往往要求应聘者写一个分频器（比如奇数分频）以考核应聘人员的设计水平和理解程度。下面讲讲对各种分频系数进行分频的方法： 第一，偶数倍分频：偶数倍分频应该是大家都比较熟悉的分频，通过计数器计数是完全可以实现的。如进行N倍偶数分频，那么可以通过由待分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2-1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数。以此循环下去。这种方法可以实现任意的偶数分频。 第二，奇数倍分频：奇数倍分频常常在论坛上有人问起，实际上，奇数倍分频有两种实现方法： 首先，完全可以通过计数器来实现，如进行三分频，通过待分频时钟上升沿触发计数器进行模三计数，当计数器计数到邻近值进行两次翻转，比如可以在计数器计数到1时，输出时钟进行翻转，计数到2时再次进行翻转。即是在计数值在邻近的1和2进行了两次翻转

gps同步时钟在航天210所的成功案例 2019年初，中国航天科工集团第二研究院二一〇研究所在与我公司进行多次交谈后，确认gps同步时钟的基本功能后，根据其要求做出满足使用的gps同步时钟。在经过各种严格的测试环境后，仍然未出一次故障，210所对此很满意，已将我公司纳为时间频率行业唯一合格供应商。 一、gps同步时钟工作原理 gps同步时钟是对现代高科技自动化系统中的计算机及控制装置等进行校时的高科技产品。NTP协议用于把计算机或者其他的网络设备的时间同步到标准的UTC时间。网络时钟服务器从GPS卫星上获取到UTC时间信号，并将这些标准的时间信息经过内部高科技处理后通过网口传输给网络系统中需要标准时间信息的设备，这样就可以实现整个系统内的时间同步。 世界上大多数国家采用的标准时间标度是基于地球自转的世界协调时和基于地球公转的公历，UTC时间可以通过多种途径传播。GPS卫星导航系统在每颗卫星上都安装有精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星发送时间信息的同时也发送精确的时间信息。GPS接收机接收此信息。目前自动化系统采用的时间标准就是 UTC时间。 二、有源同步和无源同步 任何时间应用系统都应该具有维持时间增长和，该应用系统的用户 获取时间的事实上已经成为世界上大多数时间应用系统的基本唯一 途径就是访问系统的时间保持体系该时间保时间标准，所以研究持体

统一时钟在电厂的应用 SYN4505型统一时钟 在电力系统中,利用GPS的精确定位,可以为电站和线路走廊的设计和施工提供帮助;在配电网管理系统中,如果将GPS定位信息与AM / FM(自动监测/灵活管理)相结合,则会使确定故障设备和组织现场检修工作大为改观。目前在电力系统中研究最多的是将GPS的精确授时作为电力系统的统一时钟系统。当全网的测量,保护,控制和故障录波系统的采样都实现同步之后,不仅将使过去许多难以实现的工作,如相量测量,自适应保护等易于实现,而且会使人们对电网的分析、控制能力发生质的变化。以下几个应用实例就可说明这一点。 ( 1)基于行波原理的故障定位。如果时间的同步精度能达到为0.5us,只要对行波的衰减进行合理修正,则可得到300m的定位精度。 ( 2)直接基于两端同步采样的失步保护。日本学者将输电线路一端电压采样值贴上GPS接收机给的精确时标,用光纤送到另一端,由两端的同步采样值可得到线路两端的电压相角,失步继电器将这电压相角值及预测值作为它的输入量。 ( 3)基于两端同步采样的线路差动保护。电流纵差动保护是一种简单、快捷而又灵敏的保护方式,过去由于时间同步精度不够,非同步采样造成的采样误差影响很大,易使保护误动作。若要减小采样误差的影响,保护装置就要做得十分复杂。然而,在GPS时钟的同步下,因采样误差不 超过1μs,故把电流采样值贴上GPS时标后送到另一端

gps卫星校时系统简介 卫星校时系统通过在局域网内设置的GPS时钟服务器，接收GPS卫星上标准的时间，并通过接入局域网，以TCP/IP协议将标准时间发送到各个联入网络的工作站，同步校对各工作站时间，从而提供一个精确标准的时间基准，解决各工作站时间不准确、不同步的问题。避免了由于时间的错误而带来不必要的损失，而且该系统的时间和北京时间是完全同步的；同时该系统还能驱动子钟显示屏和 LCD 液晶显示器对外进行时间显示，方便工作人员查看时间。 卫星校时系统工作原理 校时系统总的设计方案是软硬件均采用网络流行的客户/服务器模式，由运行服务器端授时软件的时间服务器通过局域网，以标准的TCP/IP 等网络协议，将标准时间广播到各个显示终端；运行在各个网络终端的客户端校时软件，将本机时间与局域网内的时钟同步服务器进行同步，从而实现整个局域网时间的完全同步。 采用GPS卫星时间作为信号时间采集源，读取GPS接收机输出的原始数据，进行加工后提取其中的时间及相关信息，上传时间服务器。同时，本系统还留有网络出口，可以通过局域网驱动一些大型LED数码管或一些液晶终端，在一些公共场所如机调室等，进行时间显示，方便工作人员读看时间。 由于GPS抗干扰能力强，全天候工作，不受天气影响，所以本系统即选择它作为时间基准源。以GPS控制箱为核心的前端，外接GPS 卫星天线，负责接收卫星向地面发射的卫星信号，经解调处理后