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必看！基于ARM+FPGA SoC國產平臺的B碼對時，破解電力授時難題
2025/01/22
在電力等眾多對時間精度要求極高的領域，精準授時至關重要。今天，分享一個基于復旦微FMQL20S400M四核ARM Cortex-A7（PS端） + FPGA可編程邏輯資源（PL端）異構多核SoC處理器的B碼對時案例，開發(fā)環(huán)境如下：
Windows開發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit
PL端開發(fā)環(huán)境：Procise 2023.1
IAR：IAR Embedded Workbench ARM 8.11.2
硬件平臺：創(chuàng)龍科技TLFM20S-EVM評估板
（基于FMQL20S400M國產平臺）
IRIG-B碼對時原理
IRIG-B(inter-range instrumentationgroup-B)碼是一種時間同步標準，通常用于精確的時間測量和數據同步，廣泛應用于電力、通信、航空等領域。
IRIG-B碼為每秒一幀的時間串碼，一幀串碼中包含100個碼元，頻率為1KHz，即每個碼元占用10ms時間。IRIG-B碼基本的碼元為"0"碼元、"1"碼元和"P"碼元，"0"碼元和"1"碼元對應的脈沖寬度為2ms和5ms，"P"碼元為位置碼元，對應的脈沖寬度為8ms，IRIG-B碼信息的基本碼元的示意圖如下所示。
通常，從"Pr"開始對碼元進行編號，分別定義為第0，1，2，…，99碼元，則“秒”信息位于第1、2、3、4、6、7、8碼元，“分”信息位于第10、11、12、13、15、16，17碼元，“時”信息位于第20、21、22、23、25、26碼元，“天”信息位于第30、31、32、33、35、36、37、38、40、41碼元。
IRIG-B碼對時典型應用
IRIG-B碼對時可應用于繼電保護裝置、電力RTU、電力錄波器、通訊管理機、電能質量在線監(jiān)測等領域。創(chuàng)龍科技已基于TLFM20S-EVM評估板（基于FMQL20S400M）實現(xiàn)IRIG-B碼對時方案，降低了終端用戶的開發(fā)難度，縮減了研發(fā)時間，可快速進行產品方案評估與技術預研
基于FMQL20S400M的IRIG-B碼對時方案
案例說明
評估板通過RS485串口獲取衛(wèi)星時鐘同步裝置輸出的IRIG-B信號，并對IRIG-B信號進行解碼，將其轉化為時間信息，然后通過RS232串口以每間隔一秒發(fā)送一次的頻率將時間發(fā)送至上位機，并通過串口終端進行顯示。程序功能框圖如下所示。
將評估板的調試串口CON4(USB TO UART0)連接至PC機，將評估板的RS232串口連接至PC機，將衛(wèi)星時鐘同步裝置的ANT接口連接至GPS天線模塊，將衛(wèi)星時鐘同步裝置OUT2接口連接至評估板的RS485接口，硬件連接如下圖所示。
Target#echo system_wrapper.bin > /sys/class/fpga_manager/fpga0/firmware
備注：由于IRIG-B碼幀含100個碼元，每碼元10ms，其中60個碼元攜帶時間信息，總耗時600ms，因此解碼及串口傳輸時間信息時，誤差在1秒內屬正常范圍。
到這里，演示步驟就全部結束了。若各位工程師想要查看更多關于復旦微 FMQL20S400M 國產平臺的相關案例演示，歡迎掃描下方二維碼進行下載，快來親身體驗一下吧！
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