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英創(chuàng)信息技術EM928x工控主板IRIG-B碼校時

英創(chuàng)信息技術 ? 來源:英創(chuàng)信息技術 ? 作者:英創(chuàng)信息技術 ? 2020-02-04 10:41 ? 次閱讀

在工控行業(yè)很多領域中,需要控制系統(tǒng)具有高精度的時間同步功能,IRIG就是美國靶場司令委員會制定的一種時間標準,英創(chuàng)在EM928x系列的Linux工控主板上實現(xiàn)了IRIG-B碼校時功能。

IRIG是美國靶場司令委員會制定的一種時間標準,其中的串行時鐘編碼共有6種格式,即A、B、D、E、G、H。它們的主要差別是時間碼的幀速率不同,廣泛應用的IRIG-B即其中的B型編碼,B型碼的時幀速率為1幀/s,可傳遞100位信息。圖1是IGIG-B碼示意圖,其時幀周期是1s,每秒100個碼元,使用脈寬編碼方式,每個碼元脈寬10ms,共三種碼元,其中高電平5ms和2ms分別表示二進制 “1”,“0”,高電平8ms為位置標識,分別為P0,P1,…P9。連續(xù)兩個8ms寬度脈沖的第二個8ms脈沖的前沿為秒準點標志,也是一個時間格式的幀參考標志。一個時間格式幀包含了秒,時,分,天數(shù),年份,控制位等豐富的信息。

IRIG-B碼標準

首先在硬件連接上,我們使用GPIO23復用為接收IRIG-B碼脈沖信號的管腳,所以只需要將時鐘源發(fā)出的IRIG-B碼脈沖接到GPIO23,需要注意的是,GPIO管腳的輸入電壓不能超過3.3V,否則會引起CPU的異常或是損壞。如果時鐘源發(fā)出的脈沖為5V,就需要將電平轉(zhuǎn)換為3.3V才可以接入。硬件連接好后,我們來看看應用程序的實現(xiàn)方法:

首先需要打開IRIG-B這個設備節(jié)點:

fd = open("/dev/irig-b", O_RDWR);

if(fd < 0)

printf("open faile\n");

接下來使用標準的調(diào)用接口read和write就可以獲取和設置時間了,程序中使用了struct tm這個結構體來進行獲取時間的信息傳遞:

structtm

{

inttm_sec; /* 秒. [0-60] (1 leap second) */

inttm_min; /* 分. [0-59] */

inttm_hour; /* 時. [0-23] */

inttm_mday; /* 日. [1-31] */

inttm_mon; /* 月. [0-11] */

inttm_year; /* 年 - 1900. */

inttm_wday; /* 一周中的第幾天. [0-6] */

inttm_yday; /* 一年中的第幾天.[0-365] */

inttm_isdst; /* 時令. [-1/0/1]*/

#ifdef __USE_BSD

longinttm_gmtoff;

__constchar*tm_zone; /* 時區(qū) */

#else

longint__tm_gmtoff;

__constchar*__tm_zone;

#endif

};

因為是直接從時鐘源中獲取的時間,所以我們只需要關注tm結構體中的年月日時分秒這六個成員。接下來我們進行讀取時間的操作:

struct tm t;

ret = read(fd, &t,sizeof(struct tm));

if(ret < 0)

printf("read failed!\n");

printf("time:%d-%d-%d %d:%d:%d\n",t.tm_year, t.tm_mon, t.tm_mday, t.tm_hour, t.tm_min, t.tm_sec);

讀取時間是通過阻塞的方式實現(xiàn)的,板卡會等到一次完整的時間脈沖信息才會返回本次時間,如果沒有獲取到完整的信息,會在5秒后返回系統(tǒng)時間并且打印提示信息。

為了方便客戶將時鐘源提供的時間設置到板卡中,英創(chuàng)公司提供了專用接口在驅(qū)動中獲取時間并寫入到系統(tǒng)或是RTC中,即write()函數(shù),當調(diào)用write時,板卡會阻塞等待從時鐘源獲取一次完整的時間信息,然后根據(jù)寫入的參數(shù),將時間直接設置到系統(tǒng)中或者RTC中:

#defineSET_SYSTIME 0

#defineSET_RTCTIME 1

i1 = SET_SYSTIME;

ret = write(fd, &i1,sizeof(int));

if(ret < 0)

printf("write failed!\n");

i1 = SET_RTCTIME;

ret = write(fd, &i1,sizeof(int));

if(ret < 0)

printf("write failed!\n");

按照上面的例子調(diào)用write就可以將從時鐘源獲取的時間寫入到板卡中,當輸入的數(shù)據(jù)為0時,驅(qū)動會阻塞等待一次完整的時間信息,獲得時間后將時間設置到系統(tǒng)中,阻塞等待的時間同樣為5s,否則返回不能獲取時間的信息。

如果輸入的數(shù)據(jù)為1時,驅(qū)動會同樣阻塞等待一次完整的時間信息,獲得時間后將時間同時設置到硬件實時時鐘和系統(tǒng)中,阻塞等待的時間同樣為5s,否則返回不能獲取時間的信息。

傳統(tǒng)的工控板卡在對IRIG-B碼處理時,通常需要增加額外的硬件(如單片機FPGA)對B碼進行解碼,然后再通過串口、總線或其它形式將數(shù)據(jù)交給主控板卡處理,增加了系統(tǒng)成本和操作難度,英創(chuàng)Linux工控主板EM928x系列可直接對B碼進行解碼,不需要增加任何硬件就能實現(xiàn)毫秒級精度的時間同步,大大降低了系統(tǒng)復雜程度,節(jié)約了成本,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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