基于FPGA和有限状态机的守时系统设计

通过对现阶段守时系统实际应用情况和技术特点的分析,提出了一种新的守时系统设计方案,设计了一个基于FPGA和有限状态机的守时系统;采用恒温晶振组成本地时钟,与GPS/北斗时钟源共同作为系统的输入信号,利用FPGA设计守时系统的基本电路和有限状态机,并对调频调相部分和外部D/A转换电路进行控制,实现本地时钟与时钟源完全同频同相输出,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对时钟源信号进行保持,实现通信系统的时间同步。     

基于FPGA和单片机的守时系统设计

介绍守时系统的重要作用及其发展现状,分析了守时系统发展过程中遇到的一些问题,设计了一个以GPS/北斗信号作为时标的守时系统。采用双恒温槽的恒温晶振MV180作为系统的输入时钟,使用单片机控制DAC7512对其频率进行调整。首先,系统对调整后的本地时钟信号进行分频处理,再与GPS/北斗接收到的标准秒信号进行比较,通过FPGA和单片机对分频后的信号进行相位的调整,最终输出标准秒脉冲信号,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对该信号进行保持,实现时间同步。     

基于FPGA的GPS同步授时与守时方案设计与实现

针对电力系统异地实时同步测量中时间同步的问题,设计并实现了一种基于FPGA的电力系统GPS同步授时与守时方案.运用了平均值减小误差的思想,给出了方案的总体硬件设计以及芯片选型,重点介绍了FPGA内部功能模块设计,主要包括初值计算模块、平均值计算模块、平均值记录模块和PPS(秒脉冲)生成模块等,使用VHDL对各模块进行软件设计并提供了设计思路.通过硬件实验验证,无论卫星是否失锁,都能保证GPS长时间的高精度授时.     

基于预测的驯服守时算法

为了在无外界授时情况下长时间保持精确的时间信息,提出了一种基于平稳时间序列预测的驯服守时算法.该算法在晶振驯服技术的基础上,利用晶振频率的以往测量值,建立了平稳时间序列模型,通过预测获取预测值,并用该值对本地频标进行修改,从而使本地频标与GPS时钟保持高精度同步.最后,设计了一个单片机与FPGA相结合的守时系统,实验结果表明了预测驯服算法的有效性.     

基于GPS校准的数字式守时钟守时算法研究

通常守时系统都采用高稳晶体振荡器作为频率标准,但由于温度和老化等原因导致其长期稳定度不尽如人意,严重影响时钟的守时精度,改变电路的分频比可以对其进行补偿。数字式守时钟采用了固定频率晶振驱动的分频比可精细微调的基于加法器的时钟电路。首先介绍了一种GPS校准的数字式高精度守时钟并讲述了其工作原理,然后对如何快速、准确的在数字式守时钟中得到晶振的分频比补偿值进行了研究,提出了算术平均值滤波算法和卡尔曼滤波算法这两种算法,并搭建了实验平台。经验证,卡尔曼滤波算法在快速性和准确性上要优于算术平均值算法。     

嵌入式CPU的RTC实现时间戳标定的误差分析及改进

RTC时钟为嵌入式CPU系统提供了实时时间信息，在智能终端设备中通常被用来记录外部随机事件发生的时间。本文对此时间戳标定过程中存在的误差进行分析，并给出了基于FPGA代替RTC实现高精度时间戳标定的改进方案。     

一种授时守时板卡设计及实现

针对用时设备高精度时频信号需求,设计了一种基于卫星导航系统(GNSS)的铷钟授时守时板卡.板卡利用导航接收机授时秒脉冲(1PPS)长期稳定度高的特点,结合铷钟优良的短期稳定度和低漂移率特性,以接收机1PPS为基准对铷钟进行实时控制,进而生成高精度时频信号,对外提供高精度时频服务.当卫星信号丢失后,根据历史驯服数据调整铷钟频率实现高精度守时.测试结果表明,板卡授时精度优于20 ns,驯服期间瞬时频率准确度优于2×10-10,守时精度优于1μs/d.     

可缩放应用程序

本文探讨了RTC客户端API中可用于提高RTC客户端应用程序的可缩放性的技术.介绍可以使用RTC客户端API来构建的应用程序类型,讨论了构建可缩放的RTC客户端应用程序时需要考虑的因素,并阐述了可以与RTC客户端API配套使用以提高可缩放性的技术.最后,按照其实现可缩放性的方式详细说明了三个示例应用程序.     

基于全站仪的高精度动态航向初始标校系统设计

提出了基于全站仪的两点测角测距一航向测量模型,设计并实现了基于该模型的高精度动态航向初始标校系统。根据航向测量模型,对观测误差进行了分析,分析了动态误差形成的原因,建立了误差模型,并设计了动态精度试验。试验结果表明．在动态条件下．系统达到了≤30”的测量精度,满足对包括高精度GPS姿态测量系统、平台罗经在内的高精度导航设备进行初始标校的精度要求。     

基于GPS和短波的高精度时钟系统研究与设计

介绍了全球定位系统GPS、短波授时技术;在对高稳恒温晶振及其频率特性进行分析的基础上,设计了一种基于GPS卫星、短波无线电授时的高精度时钟系统;系统通过利用GPS接收处理模块、短波授时接收模块得到的秒脉冲信号、时间信息,经过信号检测,时延修正处理、性能优选,脉冲数量统计、脉冲滤波与卡尔曼算法处理、PWM脉冲调压控制,实现对高稳恒温晶振频率的校准,获得一个短期及长期频率准确度都比较优良的时间频率标准,同时利用校频后恒温晶振分频出的1pps信号对RTC时间芯片进行校准,对外输出高精度时间信息;对恒温晶振校频系统的基本工作原理及关键技术进行了详细说明,试验结果表明,在时间不长于1h内,频率准确度优于0.9*10-9;该系统实用方便,达到了将恒温晶振校准到较高指标的目的。     

基于PowerPC的高精度定时器设计与实现

实时系统中定时器的精度直接影响到任务的及时响应和正确执行。普通嵌入式Linux的定时精度较低,无法满足实时需求。通过对高精度定时器的研究,针对PowerPC平台硬件特点实现一种高精度定时器,同时提出基于PowerPC平台的高精度定时器框架,易于进行移植。测试结果表明,改进后的定时器定时精度和延迟时间都达到微秒级,为系统中实时任务的正确执行提供了必要条件。     

Linux平台上S3C2440的物流配送系统设计

物流配送是物流过程中的一个重要环节,一个好的物流配送系统能够大大降低整个物流系统的成本。本文利用GPS、Cell—ID、RFID三者结合的高精度定位技术,基于S3C2440处理器Linux平台实现了对物流配送系统的监控与管理。     

一种基于Linux操作系统下时钟系统的改进机制

随着Linux操作系统的成功,改进Linux的设计和性能,使其应用于实时领域受到了越来越多人的关注。考虑到Linux目前的时钟粒度仍然粗糙,它将直接影响到整个内核的实时性能,文中提出了一种基于Linux操作系统下时钟系统的改进机制,找出修改时钟系统提高实时性的具体方法。实验结果显示,所作改进以不大的代价有效地提高了Linux的实时性能。     

基于at91sam 9g 25的Linux下RTC设备驱动的设计与实现

I2C总线以其简单高效的方式被广泛的运用在嵌入式产品设计中,而实时时钟RTC则是其中应用的典型代表。在嵌入式Linux系统中,对其I2C驱动程序提供了较好的支持框架。但随着Linux内核版本的不断升级,对于I2C设备驱动的结构设计也趋于复杂,往往让开发者有些不知所措。本文以2.6.39版本Linux内核为背景,在分析该Linux版本I2C总线设备结构和RTC设备资源的基础上,结合RTC设备驱动模型和I2C/SMBus传输方式,对RTC设备在at91sam9g25上进行了具体的设备驱动设计实现,并通过在电力用户集中器设备中的应用,证明了驱动设计的可行性。     

基于PowerPC的差分GPS汽车导航系统设计与实现

文章分析了车载GPS导航系统的现状,并从差分GPS原理出发,分析和设计了适合嵌入式平台应用的差分算法,提出了一种能够在嵌入式平台上采用的定位算法,同时设计了基于PowerPC处理器的Total5200平台上的嵌入式Linux操作系统,并实现了嵌入式Linux到Total5200平台的移植。文章最后给出了在Total5200平台上的GPS位置差分算法的原型系统实现。     

基于Windows平台的无线网络模拟器设计与实现

基于有线网络仿真器NISTNet软件包的思想,通过对Windows平台下NDIS网络驱动程序的分析与修改,增加基于RTC的精确定时器模块和无线扩展模块,构建了基于Windows平台的无线网络模拟器。该模拟器可以用一些模拟节点和测试节点来模拟一个较大型的目标网络。实验结果验证了模拟对网络条件控制的有效性与准确性。     

Linux平台下增强型定时器服务的研究

智能化的嵌入式产品普遍需要一定的实时性，这对定时机制提出了更高的要求。本文针对 linux 平台的用户态定时 器服务的现状，提出了增强型定时器的设计方案，主要是在多模式、并行性及时间粒度方面做了改时。     

基于PowerPC的车载通信系统设计

提出一种城市车辆间通信系统。系统由PowerPC硬件平台与嵌入式Linux软件平台构成,采用全球定位系统技术实时获取车辆定位信息,通过专用短距离通信技术使车辆间形成高速双向交互式通信,利用ARM9搭载Linux系统实现触屏显示。测试结果表明,该系统能实现车辆间高速、可靠、低延时的通信。     

基于OCTEON芯片的高精度流回放系统的设计与实现

介绍网络多核处理器OCTEON和基于OCTEON开发的基本需求,讨论在Linux平台下基于该芯片开发高精度流回放系统的设计与实现过程,包括主机与OCTEON间PCI的通信,高精度流回放的时间戳实现,以及多个流同时回放的设计与实现。对该系统的性能测试表明,基于OCTEON的流回放实现高度并行并且高精度的处理,系统的实现对于在高速Gbps环境下的网络数据流检测、过滤与入侵检测系统具有很高的应用价值。     

基于嵌入式Linux系统的时间统一平台

通过描述硬件体系结构、嵌入式操作系统等，提出了一种时间统一平台的设计方法。嵌入式操作系统是在标准Linux系统的基础上，经过系统裁减和实时性支持生成的。测试结果表明，基于嵌入式Linux系统的时间统一平台可以明显提高时间校准精度。