技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种时钟同步系统及方法。
背景技术
[0002] 一般来说时钟同步系统是一个
闭环系统，通过不断比较输入参考源的参考时钟
信号和本地
时钟信号，并根据两者的差值量不断调整本地时钟信号，使本地时钟信号的
频率逐渐逼近参考源的参考时钟信号的频率。通常来说输入参考源的为一个频率固定的精准时钟信号，如1Hz，10MHz等较常见的信号。
[0003]
现有技术中的时钟同步系统中，只能
跟踪几个特定频率的时钟信号，也即参考源输入的参考时钟信号一般是特定频率的信号，并且需要通过不同的
硬件端口区分或手动配置来获得参考源的参考时钟信号的频率，比较麻烦且应用场景受限。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供一种时钟同步系统及方法，可以自动识别参考源输入的参考时钟信号的频率，并对参考时钟信号进行跟踪，能够拓宽时钟同步系统的应用场景。
[0005] 第一方面，本发明实施例提供了一种时钟同步方法，该系统包括：
微处理器、计数器、压控
振荡器、第一
分频器和鉴相器，其中，
[0006] 所述压控振荡器根据所述微处理器产生的
电压信号控制振荡产生本地时钟信号；所述计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在所述参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对所述本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；
[0007] 所述微处理器根据所述计数值及所述本地时钟信号的周期计算所述参考时钟信号的频率，并根据所述参考时钟信号的频率确定分频系数；
[0008] 所述第一分频器基于所述分频系数对所述参考时钟信号进行分频；
[0009] 所述鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；
[0010] 所述微处理器根据所述鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至所述本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，所述本地时钟信号的
相位与所述参考时钟信号的
相位同步时，输出所述本地时钟信号。
[0011] 第二方面，本发明实施例还提供了一种时钟同步方法，该方法包括：
[0012] 压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号；
[0013] 计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在所述参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对所述本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；
[0014] 微处理器根据所述计数值及所述本地时钟信号的周期计算所述参考时钟信号的频率，并根据所述参考时钟信号的频率确定分频系数；
[0015] 第一分频器基于所述分频系数对所述参考时钟信号进行分频；
[0016] 鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；
[0017] 微处理器根据所述鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至所述本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，所述本地时钟信号的相位与所述参考时钟信号的相位同步时，输出所述本地时钟信号。
[0018] 本发明实施例中提供的时钟同步方案，压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号；计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；微处理器根据计数值及本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，并根据参考时钟信号的频率确定分频系数；第一分频器基于分频系数对参考时钟信号进行分频；鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；微处理器根据鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号。通过采用上述技术手段，可以自动识别参考源输入的参考时钟信号的频率，并基于参考时钟信号的频率自动调整第一分频器的分频系数，从而实现对参考时钟信号的跟踪，不仅能够适配任何频率的参考时钟信号，而且能够拓宽时钟同步系统的应用场景。
附图说明
[0019] 图1为本发明实施例提供的一种时钟同步系统的结构示意图；
[0020] 图2为本发明实施例提供的另一种时钟同步系统的结构示意图；
[0021] 图3为本发明实施例提供的一种时钟同步方法的流程示意图；
[0022] 图4为本发明实施例提供的另一种时钟同步方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0024] 图1为本发明实施例提供的一种时钟同步系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的时钟同步系统100包括：微处理器101、计数器102、压控振荡器103、第一分频器104和鉴相器105，其中，
[0025] 压控振荡器103根据微处理器101产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号；
[0026] 计数器102接收参考源输入的参考时钟信号，并在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；
[0027] 微处理器101根据计数值及本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，并根据参考时钟信号的频率确定分频系数；
[0028] 第一分频器104基于分频系数对参考时钟信号进行分频；
[0029] 鉴相器105对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；
[0030] 微处理器101根据鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器103产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号。
[0031] 在本发明实施例中，微处理器101产生电压信号并将电压信号输入至压控振荡器103中，其中，电压信号为经过
数模转换器转换后的模拟电压信号。压控振荡器103根据输入的电压信号控制振荡产生本地时钟信号，并将本地时钟信号输入至计数器102。参考源输入的参考时钟
信号传输至计数器102，计数器102在参考时钟信号中相邻的两个上升沿或相邻的两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值。也即计数器
102将本地时钟信号的周期t作为计数周期对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值n。计数器102将该计数值n反馈至微处理器101，微处理器101根据计数值n和本地时钟信号的周期t计算参考时钟信号的频率。其中，参考时钟信号包括参考频率信号和参考时间信号。具体的，参考时钟信号的周期为T＝n*t，则参考时钟信号的频率为f＝1/T，也即f＝1/(n*t)。然后，微处理器101根据参考时钟信号的频率确定分频系数，使第一分频器104基于该分频系数对参考时钟信号进行分频。可选的，根据所述参考时钟信号的频率确定分频系数，包括：根据所述参考时钟信号的频率及所述本地时钟信号的频率确定分频系数；其中，所述分频系数为所述参考时钟信号的频率与本地时钟信号的频率的比值。可以理解的是，第一分频器104基于分频系数对参考时钟信号进行分频后，分频后的参考时钟信号的频率与本地时钟信号的频率相同。鉴相器105对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值，也即对比分频后的参考时钟信号和本地时钟信号间的
相位差，并将该鉴相值反馈至微处理器101。微处理器101根据鉴相值调整输入至压控振荡器103的电压信号，从而进一步调整压控振荡器103产生的本地时钟信号。不断重复上述步骤，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号，以实现对参考时钟信号的跟踪与同步。
[0032] 可选的，微处理器101对鉴相器105反馈的鉴相值进行低通滤波后得到电压信号，并将电压信号输入至压控振荡器103，压控振荡器103根据输入的电压信号控制振荡产生时钟信号，并且微处理器101对鉴相值进行低通滤波后，可以消除参考源输入的参考时钟信号因传输而产生的抖动和漂移。另外，微处理器101输出的电压信号反映了本地时钟信号和参考时钟信号的相位差的大小，基于该相位差的大小产生的电压信号使压控振荡器103对振荡产生的时钟信号进行控制，可最终使本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步。
[0033] 可选的，所述压控振荡器103包括恒温
晶体振荡器OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)和
温度补偿晶体振荡器TCXO(Temperature Compensate X＇tal(crystal)Oscillator)。
[0034] 本发明实施例中提供的时钟同步系统，压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号；计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；微处理器根据计数值及本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，并根据参考时钟信号的频率确定分频系数；第一分频器基于分频系数对参考时钟信号进行分频；鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；微处理器根据鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号。通过采用上述技术手段，可以自动识别参考源输入的参考时钟信号的频率，并基于参考时钟信号的频率自动调整第一分频器的分频系数，从而实现对参考时钟信号的跟踪，不仅能够适配任何频率的参考时钟信号，而且能够拓宽时钟同步系统的应用场景。
[0035] 图2为本发明实施例提供的另一种时钟同步系统的结构示意图。如图2所示，时钟同步系统100中还包括
倍频器106，倍频器106连接于压控振荡器103和计数器102之间；在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值，包括：在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对经倍频器106倍频后的本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；相应的，微处理器101根据计数值及本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，包括：微处理器101根据计数值及倍频后的本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率。
[0036] 示例性的，倍频器106对本地时钟信号进行倍频，得到倍频后的时钟信号，如对本地时钟信号进行N倍频，N为大于等于1的整数。在参考时钟信号中相邻的两个上升沿或相邻的两个下降沿的时间间隔内对倍频后的时钟信号进行计数，也即以倍频后的时钟信号的周期作为计数周期进行计数，得到计数值。微处理器101根据该计数值和倍频后的时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率。由于倍频后的时钟信号的频率提高，则倍频后的时钟信号的周期降低，则计数频率增加，可以提高获取的计数值的
精度，从而可以进一步提高计算参考时钟信号的频率的精度。
[0037] 在一些实施例中，如图2所示，时钟同步系统100还包括：第二分频器107，第二分频器107连接于压控振荡器103和鉴相器105之间；鉴相器105对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值，包括：鉴相器105对分频后的参考时钟信号和经第二分频器107分频后的本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；其中，分频后的参考时钟信号的频率与分频后的本地时钟信号的频率相同。
[0038] 示例性的，为了将输入鉴相器105进行鉴相的两个时钟信号的频率相同，则需要第一分频器104对参考时钟信号进行分频，第二分频器107对本地时钟信号进行分频。其中，第一分频器104对参考时钟信号进行分频时的分频系数由参考时钟信号的频率和待输入鉴相器105的时钟信号的频率确定，即第一分频器104的分频系数为参考时钟信号的频率与待输入鉴相器105的时钟信号的频率的比值；第二分频器107对本地时钟信号进行分频时的分频系数由本地时钟信号的频率和待输入鉴相器105的时钟信号的频率确定，也即第二分频器107的分频系数为本地时钟信号的频率与待输入鉴相器105的时钟信号的频率的比值。示例性的，可将待输入鉴相器105的时钟信号的频率设置为1Hz，则第一分频器104的分频系数为参考时钟信号的频率值，第二分频器107的分频系数为本地时钟信号的频率值。
[0039] 本实施例以上述实施例提供的时钟同步系统为
基础，提供了一种时钟同步方法，图3为本发明实施例提供的一种时钟同步方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括如下步骤：
[0040] 步骤301、压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号。
[0041] 可选的，所述压控振荡器包括恒温晶体振荡器OCXO和
温度补偿晶体振荡器TCXO。
[0042] 步骤302、计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在所述参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对所述本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值。
[0043] 步骤303、微处理器根据所述计数值及所述本地时钟信号的周期计算所述参考时钟信号的频率，并根据所述参考时钟信号的频率确定分频系数。
[0044] 可选的，根据所述参考时钟信号的频率确定分频系数，包括：根据所述参考时钟信号的频率及所述本地时钟信号的频率确定分频系数；其中，所述分频系数为所述参考时钟信号的频率与本地时钟信号的频率的比值。
[0045] 步骤304、第一分频器基于所述分频系数对所述参考时钟信号进行分频。
[0046] 步骤305、鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值。
[0047] 步骤306、微处理器根据所述鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至所述本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，所述本地时钟信号的相位与所述参考时钟信号的相位同步时，输出所述本地时钟信号。
[0048] 本发明实施例中提供的时钟同步方法，压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号；计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值；微处理器根据计数值及本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，并根据参考时钟信号的频率确定分频系数；第一分频器基于分频系数对参考时钟信号进行分频；鉴相器对分频后的参考时钟信号和本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值；微处理器根据鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号。通过采用上述技术手段，可以自动识别参考源输入的参考时钟信号的频率，并基于参考时钟信号的频率自动调整第一分频器的分频系数，从而实现对参考时钟信号的跟踪，不仅能够适配任何频率的参考时钟信号，而且能够拓宽时钟同步系统的应用场景。
[0049] 本实施例以上述实施例提供的时钟同步系统为基础，提供了一种时钟同步方法，图4为本发明实施例提供的另一种时钟同步方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括如下步骤：
[0050] 步骤401、压控振荡器根据微处理器产生的电压信号控制振荡产生本地时钟信号。
[0051] 可选的，压控振荡器包括恒温晶体振荡器OCXO和温度补偿晶体振荡器TCXO。
[0052] 步骤402、倍频器对本地时钟信号进行倍频，并将倍频后的本地时钟信号输入至计数器。
[0053] 步骤403、计数器接收参考源输入的参考时钟信号，并在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对经倍频器倍频后的本地时钟信号的脉冲数进行计数，得到计数值。
[0054] 步骤404、微处理器根据计数值及倍频侯的本地时钟信号的周期计算参考时钟信号的频率，并根据参考时钟信号的频率确定分频系数。
[0055] 步骤405、第一分频器基于分频系数对参考时钟信号进行分频。
[0056] 步骤406、第二分频器对本地时钟信号进行分频，得到分频后的本地时钟信号，其中，分频后的本地时钟信号的频率与分频后的参考时钟信号的频率相同。
[0057] 示例性的，可以使经第一分频器分频后的参考时钟信号的频率和经第二分频器分频后的本地时钟信号的频率均为1Hz。
[0058] 步骤407、鉴相器对分频后的参考时钟信号和分频后的本地时钟信号进行鉴相，得到鉴相值。
[0059] 步骤408、微处理器根据鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号。
[0060] 本发明实施例提供的时钟同步方法，在参考时钟信号中相邻两个上升沿或相邻两个下降沿的时间间隔内，对经倍频器倍频后的本地时钟信号的脉冲数进行计数，使微处理器根据得到计数值计算参考时钟信号的频率，进而确定第一分频器的分频系数，鉴相器对基于分频系数分频后的参考时钟信号和经第二分频器分频后的本地时钟信号进行鉴相，其中，分频后的参考时钟信号的频率与分频后的本地时钟信号的频率相同，从而使微处理器根据得到鉴相值调整电压信号以控制压控振荡器产生的本地时钟信号，直至本地时钟信号的频率与参考时钟信号的频率相同，本地时钟信号的相位与参考时钟信号的相位同步时，输出本地时钟信号，不仅可以自动识别参考源输入的参考时钟信号的频率，并基于参考时钟信号的频率自动调整第一分频器的分频系数，从而实现对参考时钟信号的跟踪，不仅能够适配任何频率的参考时钟信号，而且能够拓宽时钟同步系统的应用场景。
[0061] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的
权利要求范围决定。
