CN107817676A - 一种时统终端*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种时统终端***，该***应用于光电设备，包括现场可编程逻辑阵列、电源模块、恒温晶振、AC码整型电路、异步串行通信芯片、数模转换芯片、音频变压器、接口芯片、IRIG‑B码接口芯片、卫星授时模块、外部***接口连接器和触摸屏接口连接器。上述模块和芯片按预设方式连接在一起，且现场可编程逻辑阵列通过编程产生SIN表模块、B码解码模块、分频模块、串行通信模块和片选模，这些模块协同共组偶产生大型光电设备所需的时间信息，空间信息和工作频率信号。由于本实施例中利用现场可编程逻辑阵列通过编程虚拟出多个工作模块，无需利用单片机进行搭建，也就不需外设器件进行协同工作，解决了体积大、功耗高的问题。

Description

一种时统终端***

技术领域

本申请涉及光电技术领域，更具体地说，涉及一种时统终端***。

背景技术

时统终端***是大型光电设备不可缺少的重要分***。它为大型光电设备提供高精度的时间信息和空间信息，同时还为整个***提供统一的工作频率信号，保证光电设备能够实时、准确的进行跟踪测量等工作。传统的时统终端***采用MPU+CPLD结构，MPU多为单片机或DSP。由于单片机需要较多的外设进行协同工作，造成这种结构在实际应用中存在着体积大、功耗高等缺点。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种时统终端***，用于为大型光电设备提供高精度的时间信息、空间信息和工作频率信号，以解决现有的时统终端***体积大、功耗高的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种时统终端***，应用于光电设备，包括现场可编程逻辑阵列、电源模块、恒温晶振、AC码整型电路、异步串行通信芯片、数模转换芯片、音频变压器、接口芯片、IRIG-B码接口芯片、卫星授时模块、外部***接口连接器、触摸屏接口连接器、其中：

所述现场可编程逻辑阵列包括SIN表模块、B码解码模块、分频模块、串行通信模块和片选模块；

所述现场可编程逻辑阵列分别与所述电源模块、所述恒温晶振、所述数模转换芯片、所述AC码整型电路、所述异步串行通信模块、所述接口芯片相连接；

所述音频变压器与所述AC码整型电路相连接；

所述HIG-B码接口芯片分别与所述数模转换芯片、所述音频变压器、所述接口芯片相连；

所述接口芯片分别与所述卫星授时模块、所述外部***接口连接器、所述触摸屏接口连接器、所述异步串行通信芯片相连接。

可选的，所述分频模块用于对所述恒温晶振的信号进行分频处理，得到1赫兹、100赫兹和800赫兹三种信号。

可选的，所述电源模块包括开关电源、第一电压转换芯片和第二电压转换芯片，其中：

所述开关电源的电输出端分别与所述第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、所述AC码整型电路相连接。

所述第一电压转换芯片还与所述现场可编程逻辑阵列的输入输出电压引脚相连接，用于向所述现场可编程逻辑阵列输出3.3伏电压；

所述第二电压转换芯片海域所述现场可编程逻辑阵列的内部电源引脚相连接，用于向所述现场可编程逻辑阵列输出1.2伏电压。

可选的，所述开关电源用于输出+5伏、+12伏和-12伏电压。

可选的，所述恒温晶振为10M赫兹恒温晶振。

可选的，还包括存储器，其中：

所述存储器与所述现场可编程逻辑阵列相连接，用于存储程序文件。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种时统终端***，该***应用于光电设备，包括现场可编程逻辑阵列、电源模块、恒温晶振、AC码整型电路、异步串行通信芯片、数模转换芯片、音频变压器、接口芯片、IRIG-B码接口芯片、卫星授时模块、外部***接口连接器和触摸屏接口连接器。上述模块和芯片按预设方式连接在一起，且现场可编程逻辑阵列通过编程产生SIN表模块、B码解码模块、分频模块、串行通信模块和片选模，这些模块协同共组偶产生大型光电设备所需的时间信息，空间信息和工作频率信号。由于本实施例中利用现场可编程逻辑阵列通过编程虚拟出多个工作模块，无需利用单片机进行搭建，也就不需外设器件进行协同工作，从而使其体积和功耗相对要小得多，也就解决了现有时统终端***体积大、功耗高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种时统终端***的结构框图；

图2为本申请实施例提供的另一种时统终端***的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种时统终端***的结构框图。

如图1所示，本实施例提供时统终端***应用于大型光电设备，用于为该大型光电设备提供时间信息、空间信息和工作频率信号，该时统终端***具体包括现场可编程逻辑阵列10、电压模块20、恒温晶振30、数模转换芯片50、AC码整型电路60、音频变压器70、异步串行通信芯片80、接口芯片90、IRIG-B码接口芯片100、卫星授时模块110、外部***接口连接器120和触摸屏接口连接器130。

现场可编程逻辑阵列分别与电源模块、恒温晶振、数模转换芯片、AC码整型电路、异步串行通信模块、接口芯片相连接；音频变压器与AC码整型电路相连接HIG-B码接口芯片分别与数模转换芯片、音频变压器、接口芯片相连；接口芯片分别与卫星授时模块、外部***接口连接器、触摸屏接口连接器、异步串行通信芯片相连接。

现场可编程逻辑阵列通过编程产生SIN数据表模块11、B码解码模块12、分频模块13、串行通讯模块14和片选模块15。其中，SIN数据表模块用于存储SIN正弦数据为产生AC交流码使用；B码解码模块用于对IRIG-B码(DC/AC码)进行解码，在解调AC码时，先将AC码转换成DC码，然后再对DC码进行解码；分频模块用于对从外界输入10MHz的恒温晶振进行分频，分成1Hz、100Hz、800Hz三种频率信号；其中恒温晶振优选10M赫兹恒温晶振；串行通讯模块用于与外部各***进行数据接收和发送使用，主要卫星授时模块、触摸显示屏、外部分***(主控、数字通讯)等***进行通讯，接收这些***发送的数据信息和控制命令，同时输出解调完的时间信息、空间信息；片选模块用于为片外芯片提供片选信号。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种时统终端***，该***应用于光电设备，包括现场可编程逻辑阵列、电源模块、恒温晶振、AC码整型电路、异步串行通信芯片、数模转换芯片、音频变压器、接口芯片、IRIG-B码接口芯片、卫星授时模块、外部***接口连接器和触摸屏接口连接器。上述模块和芯片按预设方式连接在一起，且现场可编程逻辑阵列通过编程产生SIN表模块、B码解码模块、分频模块、串行通信模块和片选模，这些模块协同共组偶产生大型光电设备所需的时间信息，空间信息和工作频率信号。由于本实施例中利用现场可编程逻辑阵列通过编程虚拟出多个工作模块，无需利用单片机进行搭建，也就不需外设器件进行协同工作，从而使其体积和功耗相对要小得多，也就解决了现有时统终端***体积大、功耗高的问题。

本实施例中的电源模块包括开关电源、第一电压转换芯片和第二电压转换芯片。开关电源的电输出端分别与第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、AC码整型电路相连接，用于输出+5伏、+12伏和-12伏电压。第一电压转换芯片还与现场可编程逻辑阵列的输入输出电压引脚相连接，用于向现场可编程逻辑阵列输出3.3伏电压；第二电压转换芯片还与现场可编程逻辑阵列的内部电源引脚相连接，用于向现场可编程逻辑阵列输出1.2伏电压。

本实施例还包括存储器40，该存储器与现场可编程逻辑阵列相连接，用于存储共现场可编程逻辑阵列虚拟出的处理器正常运行所需的程序文件。

实施例二

图2为本申请实施例提供的另一种时统终端***的电路图。

如图2所示，本实施例提供的时统终端***的基本架构与上一实施例的时统终端***基本相同。

本发明所述现场可编程逻辑阵列采用的是Altera公司的EP2C8Q208芯片，在其内部编程产生SIN数据表模块、B码解码模块、分频模块、串行通讯模块和片选模块；触摸显示屏采用的是Samkoon公司生产地SA-5.0A显示屏，是一个5.0寸彩色液晶触摸显示屏，用于显示时统终端***时间位置信息、***状态及频率信号；接口芯片采用的Sipex公司的SP3487和SP3489芯片，SP3487是数据发送芯片，SP3489是数据接收芯片；异步串行通讯芯片采用的是TI公司的TL16C754芯片，用于接收和发送串行通讯数据；Flash存储器采用EPCS4芯片，是EP2C8Q208的配套使用芯片，是其外部存储器；北斗GPS授时模块使用威科姆公司生产地BD7722的北斗、GPS双模授时模块；数模转换芯片采用的是美国生产地DAC0832芯片；音频变压器使用的是1kHz的变压器；AC码整型电路采用TL084和LM311运算放大器；恒温晶振采用美国生产的MD-F18L3S-10MHz的恒温晶振；电源转换芯片采用的是美国TI公司生产地TPS75733和1117-1.2芯片。

的现场可编程逻辑阵列的时钟输入管脚CLK0与10MHz的恒温晶振连接；电压转换芯片TPS75733输出的3.3v电压接到EP2C8Q208芯片的输入输出电压VCCIO脚上；电压转换芯片1117-1.2)输出的1.2v电压连接EP2C8Q208芯片的内部电源VCCINT脚；Flash存储器即EPCS4芯片与EP2C8Q208芯片的对应I/O脚连接；异步串行通讯芯片TL16C754的片选CSA～CSD，地址A0～A2，中断INTA～INTD，数据D0～D7分别与EP2C8Q208芯片的I/O脚连接；EP2C8Q208芯片的I/O脚输出的1Hz、100Hz、800Hz三种频率信号分别与接口芯片SP3487的DIN5～7连接，通过SP3487芯片的DOUT5～7脚将电平转换后的1Hz、100Hz、800Hz三种频率差分信号与外部分***接口连接器SCSI-36插座连接；EP2C8Q208芯片的I/O脚与SP3487芯片的ROUT5连接，接收1PPs信号；EP2C8Q208芯片的I/O脚与SP3487芯片的ROUT6连接，输入DC直流码接收信号；EP2C8Q208芯片的I/O脚与SP3487芯片的DIN8连接，输出DC直流码发送信号；EP2C8Q208芯片的I/O脚与TL084芯片的输出脚连接，接收1KHz的AC码采样信号；EP2C8Q208芯片的I/O脚与LM311的输出脚连接，接收2KHz的AC码倍频信号；EP2C8Q208芯片的9个I/O脚分别与DAC0832芯片的D0～D7八位数据脚及WR2读写信号连接，输出SIN数据信号；

EP2C8Q208芯片的内部有通过编程产生的SIN数据表模块、B码解码模块、分频模块、串行通讯模块、片选模块；14.7456MHz晶振接到TL16C754芯片的XTAL1脚上；TL16C754芯片的数据输出脚TXA～D与接口芯片SP3487芯片的DIN1～4连接；TL16C754芯片的数据输入脚RXA～D与接口芯片SP3489芯片的ROUT1～4连接；SP3487芯片的数据输出DOUT2及SP3489芯片的数据输入RIN2接到触摸屏SA-5.0A接口连接器DB9上；SP3487芯片的数据输出DOUT3～7及SP3489芯片的数据输入RIN3～4接到外部分***接口连接器SCSI-36上；SP3489芯片的数据输入RIN1及SP3487芯片的数据输出DOUT1与北斗GPS模块的数据端连接；SP3489芯片的数据输入RIN5与北斗GPS模块的1PPs信号输出端连接；SP3489芯片的数据输入RIN6及SP3487芯片的数据输出DOUT8与IRIG-B码(AC/DC)的DC直流码的输出输入端连接；IRIG-B码(AC/DC)的AC交流码的输出输入端分别接到1K音频变压器的输入端和DAC0832数模转换芯片的IOUT1输出端。开关电源输出的5v电压接到TPS75733的输入管脚上；TPS75733芯片的输出3.3v接到1117-1.2芯片的输入脚；同时开关电源输出的+12v/-12v电压接到运算放大器TL084和LM311的+12v/-12v电源端。

本发明所述现场可编程逻辑阵列FPGA作为中央处理单元，它通过I/O口与外部芯片连接，完成对北斗GPS授时模块的数据采集，对IRIG-B码DC/AC码的解码和编码，对触摸屏的数据显示及指令接收，对外部分***的数据通讯、处理、控制以及输出各种频率信号等功能。FPGA内部编程设计有SIN数据表模块、B码解码模块、分频模块、串行通讯模块、片选模块；其中SIN数据表模块是存储SIN正弦数据为产生AC交流码使用的；B码解码模块是对IRIG-B码(DC/AC码)进行解码用的，在解调AC码时，先将AC码转换成DC码，然后再对DC码进行解码；分频模块是对10MHz的恒温晶振进行分频，分成1Hz、100Hz、800Hz三种频率信号；串行通讯模块是与外部各***进行数据接收和发送使用，主要与北斗GPS模块、触摸显示屏、外部分***(主控、数字通讯)等4个***进行通讯，接收这些***发送的数据信息和控制命令，同时输出解调完的时间位置等各种数据信息；片选模块主要为片外芯片提供片选信号使用。

Flash存储芯片是为FPGA提供程序外部存储功能，程序在每次上电时从Flash中转移到FPGA内部使用。电压转换芯片有2种TPS75733和1117-1.2。TPS75733是将开关电源输出的5v电压转换成3.3v电压，一部分作为FPGA的工作电压，另外部分作为1117-1.2的输入电压。1117-1.2将3.3v电压转换成1.2v的FPGA内核电压。开关电源输出+5v、+12v、-12v三种电压，分别为电压转换芯片及运算放大器提供工作电压。接口芯片SP3487和SP3489是电平转换芯片，它将LVTTL电平信号与RS-422差分信号进行转换。其中SP3487是信号发送芯片，SP3489是信号接收芯片。TL16C754是异步串行通讯芯片，可同时收发4路通讯数据。它与触摸显示屏、北斗GPS模块及外部各分***进行数据通讯。触摸显示屏选用的是Samkoon的SA-5.0A彩色显示屏，它通过TL16C754与FPGA进行串行通讯数据传输。触摸屏能够显示时统终端***的各项信息，如北斗、GPS时间位置信息，IRTG-B码信息，时统的授时模式，输出的频率信号等内容。触摸屏的接口连接器是DB9插座。外部***接口连接器选用的是SCSI-36芯插座，用于和外部***连接。

本发明采用单只现场可编程逻辑阵列的结构，具有***结构简单，集成度高，功耗低、体积小、运算速度快等特点，并采用触摸显示屏使得设备操方便快捷；同时设备设计采用标准接口，具有较强的通用性，适用范围广范。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种时统终端***，应用于光电设备，其特征在于，包括现场可编程逻辑阵列、电源模块、恒温晶振、AC码整型电路、异步串行通信芯片、数模转换芯片、音频变压器、接口芯片、IRIG-B码接口芯片、卫星授时模块、外部***接口连接器、触摸屏接口连接器、其中：

所述现场可编程逻辑阵列包括SIN表模块、B码解码模块、分频模块、串行通信模块和片选模块；

所述现场可编程逻辑阵列分别与所述电源模块、所述恒温晶振、所述数模转换芯片、所述AC码整型电路、所述异步串行通信模块、所述接口芯片相连接；

所述音频变压器与所述AC码整型电路相连接；

所述HIG-B码接口芯片分别与所述数模转换芯片、所述音频变压器、所述接口芯片相连；

所述接口芯片分别与所述卫星授时模块、所述外部***接口连接器、所述触摸屏接口连接器、所述异步串行通信芯片相连接。

2.如权利要求1所述的时统终端***，其特征在于，所述分频模块用于对所述恒温晶振的信号进行分频处理，得到1赫兹、100赫兹和800赫兹三种信号。

3.如权利要求1所述的时统终端***，其特征在于，所述电源模块包括开关电源、第一电压转换芯片和第二电压转换芯片，其中：

所述开关电源的电输出端分别与所述第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、所述AC码整型电路相连接；

所述第一电压转换芯片还与所述现场可编程逻辑阵列的输入输出电压引脚相连接，用于向所述现场可编程逻辑阵列输出3.3伏电压；

所述第二电压转换芯片海域所述现场可编程逻辑阵列的内部电源引脚相连接，用于向所述现场可编程逻辑阵列输出1.2伏电压。

4.如权利要求3所述的时统终端***，其特征在于，所述开关电源用于输出+5伏、+12伏和-12伏电压。

5.如权利要求1所述的时统终端***，其特征在于，所述恒温晶振为10M赫兹恒温晶振。

6.如权利要求1～5任一项所述的时统终端***，其特征在于，还包括存储器，其中：

所述存储器与所述现场可编程逻辑阵列相连接，用于存储程序文件。