基于MIPS平台的GPS高精度计时系统实现

基于MIPS的嵌入式实时控制系统开发本文将探讨一种基于MIPS的嵌入式实时控制系统开发的方法。

MIPS指指令集架构(MIPS Instruction Set Architecture)，是一种经典的RISC (Reduced Instruction Set Computing，精简指令集计算) CPU架构。

在本文中，我们将介绍如何利用MIPS架构来开发一个满足实时控制需求的嵌入式系统。

1. 总体设计思路嵌入式实时控制系统的主要任务是控制外部设备的状态，同时确保一个严格的实时响应时间。

由于嵌入式设备的资源有限，我们需要考虑如何在有限的资源下实现高效的实时控制。

在本文中，我们将使用MIPS架构的处理器作为嵌入式系统的核心，并采用Linux操作系统作为基础。

我们将利用Linux的实时扩展模块，在保证系统实时性的前提下，提高系统的可扩展性和可维护性。

我们还将采用一些优秀的外设控制器，并使用硬件加速技术来提高系统的响应速度。

2. 选择MIPS架构处理器在嵌入式系统的处理器选择上，MIPS架构是一个不错的选择。

MIPS架构采用精简指令集，指令单元的长度固定为32位，这些特性使得MIPS处理器的运算速度非常快。

此外，MIPS架构设计非常精简，可以在有限的资源下实现高效的系统开发。

3. 选择Linux操作系统Linux操作系统是一个非常成熟的开源操作系统，它具有可定制性高、易维护、性能优异等优势。

除此之外，Linux还具有丰富的内核库、文件系统和驱动程序，这些都为实时控制系统的开发提供了很好的基础。

4. 利用Linux实时扩展模块提高系统响应速度要使嵌入式实时控制系统具备实时性，我们需要实时响应硬件设备状态的变化。

由于Linux是一个非实时操作系统，因此我们需要利用实时扩展模块来提高系统的响应速度。

实时扩展模块一般通过在内核中添加可动态加载的模块来实现。

对于处理实时应用程序的需求，通常会使用实时内核补丁或者实时Linux系统。

基于MIPS平台的GPS高精度计时系统实现
任浩然;韩霜;任阳山
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2014(027)002
【摘要】随着GPS与嵌入式技术的发展,定时器Real-Time Clock(RTC)用于GPS 内部计时功能的使用越来越广泛.提出了一种使用Sigma Designs推出的MIPS SOC SMP8654平台来实现基于linux操作系统下高精度守时系统.系统利用平台的I/O口来模拟I2C协议进行数据通信,实现了基于Linux下GPS RTC的整体架构以及模块,达到了GPS高精度守时的需要.
【总页数】2页(P114,117)
【作者】任浩然;韩霜;任阳山
【作者单位】海军青岛航保厂,山东,青岛266071;海军青岛航保厂,山东,青岛266071;海军青岛航保厂,山东,青岛266071
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于GPS的高精度无误差倒计时牌设计 [J],
2.基于GPS的高精度无误差倒计时牌的设计 [J], 樊宇;程全;张治国
3.基于GPS的高精度计时软件设计 [J], 王兆明;吴成英
4.基于Linux/MIPS平台的升级和还原系统的设计与实现 [J], 吴国伟
5.基于高精度GPS与DSRC车车通讯的网联车ADAS测试系统平台构建 [J], 马玉倩;王建;刘凤琳
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学士学位毕业设计（论文）基于单片机的GPS高精度授时时钟设计学生姓名：指导教师：所在学院：专业：农业电气化摘要本文设计了一种基于P89LPC952高速单片机的GPS卫星授时时钟。

它由接收机、中央处理单元、LCM显示、键盘、输出接口组成。

利用接收机提供的标准时间信号，通过中央处理单元对数据的处理，从而可同步输出时间数据，保证高精度授时。

这不仅解决了时间获取问题，而且能真正实现全球范围内的时间校准。

更创新性地集成了全世界212个城市的实时时间显示。

与传统方法相比，这种全新的时钟同步方法具有实现手段简单、精度高、范围大、不需通道联系、不受地理和气候条件限制等众多优点，是时钟同步的理想方法。

本文介绍了基于P89LPC952的GPS授时时钟装置的硬件；根据装置要实现的功能，给出了主程序和中断程序的流程图和程序介绍。

关键词：授时时钟P89LPC952 GPS 中央处理单元ABSTRACTA kind of GPS satellite timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU is recommended in the following thesis. It is composed of receptors、central proceeding sections, LCM, keyboard and output connectors. The central proceeding section could deal with the data to make the output time data by use of the standard time signals supplied by receptors, thus, keeping highly precision timing. By this way, not only solve the problem of the time obtained, but also the time in the worldwide is really completely unified. Even more, creatively integrates 212 cities of the world wide’s real-time display. Compared with conventional method, this new synchronous clock plan has many advantages, such as simple, high precision, wide extension, no channels needed, no confine of geography and weather environment and so on. It is the ideal way to synchronize the clock. In the following paper, represent the hardware of the GPS timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU. According to the function of the device, list the flow chart of the main program and the interrupt program and the introduction of those programs.Keywords: Timing clock P89LPC952 GPS Central proceeding section目录摘要................................................................................................................... I I ABSTRACT ....................................................................................................... I II 前言.. (IV)1.绪论 (1)1.1设计提出的意义 (1)1.2课题主要内容 (1)2.系统设计基础 (2)2.1设计思想 (2)2.2方案选择 (2)2.3本章小结 (3)3.系统组成原理及硬件设计 (4)3.1系统的组成和原理 (4)3.2硬件电路的设计 (4)3.3本章小结 (10)4.软件设计 (11)4.1软件系统结构 (11)4.2主要算法设计 (12)4.3本章小结 (15)5.PCB设计、组装及调试 (16)5.1 PCB的设计 (16)5.2 PCB焊接组装 (17)5.3电路的调试 (17)5.4本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 系统原理图 (22)附录2 主要源代码 (23)前言20世纪70年代的计算机革命产生了一群新的时间用户，他们需要精确的计算机时间。

电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering计算机与多媒体技术Computer And Multimedia TechnologyGPS 平台下计算机授时系统的分析与思考祝敏沈建华腾科嘉（西安航天动力试验技术研究所陕西省西安市710100）摘 要：本文分析了 GPS 平台下计算机授时系统的构建价值，并在此基础之上，从系统结构及组成，分析了计算机授时系统的构建霓 略。

最后，从运行效果，分析其应用构建的具体价值所在。

关键词：GPS 平台；计算机授时系统；信息技术在信息技术快速发展的当前，基于GPS 平台下的计算机授时系统构建，能够转变传统实践精确度模式，在低成本、高精度中， 实现授时系统的有效生成。

在实践中，高成本的原子钟，缺乏实践应用新，嵌入式处理器的授时设备成为计算机授时系统构建的主体。

在实际生活中，嵌入式设备在运行中对时间信息的军区额度有较高要求。

因此，基于GPS 平台，实现GPS 高精度授时，并且低成本 的构建优势，成为其广泛应用的重要原因。

本文从系统构建出发， 就GPS 平台下计算机授时系统的生成，做了如下具体阐述。

1 GPS 平台下计算机授时系统的构建价值随着信息技术不断发展，嵌入式系统设备地实践精准度有较高 要求，直接影响其系统应用价值。

在实际当中，原子钟等的应用成本较高，缺乏实用价值。

基于GPS 平台下的计算机授时系统构建， 能够基于低成本、高精度的构建价值，成为计算机授时系统广泛应用的重要基础。

因此，具体而言，GPS 平台下计算机授时系统的构建价值，具体表现为：1. 1降低构建成本，保障授时精准度随着新的时代发展，计算机授时精准度的有效保障，是嵌入式 系统运行的内在要求。

原子钟在实践应用的成本过高，缺乏广泛硬性。

在GPS 平台下实现计算机授时系统的构建，不仅极大地降低了构建成本，而且在授时精准度方面，能够保障嵌入系统的实际需 求，保障了计算机授时系统应用价值。

GPS高精度的时钟的设计和实现GPS（全球定位系统）是一种基于卫星的导航系统，可以提供非常精确的时间信息。

GPS时钟是通过接收卫星信号并精确计算其到达时刻来获得高精度的时间。

以下是GPS高精度时钟的设计和实施的详细说明。

设计：1.GPS接收器选择：选择高灵敏度和高性能的GPS接收器。

这将确保接收器可以在较差的信号情况下也能正常工作，并提供高精度的时间信息。

2.天线设计：选择一种高质量的GPS天线，以确保接收器能够有效地接收卫星信号。

通过使用高增益的方向性天线，可以提高信号接收的灵敏度。

3.时钟电路设计：设计一个高精度的时钟电路，以确保时间计算的准确性。

该电路可以采用晶体振荡器作为基准时钟源，并使用锁相环（PLL）控制电路来调整和稳定时钟频率。

4.数据处理和计算：GPS接收器会接收到卫星发送的精确时间和位置信息。

使用计算机或微控制器来接收和处理这些数据，并使用GPS接口协议来解码和计算时间。

确保使用高速和高效的计算方法来确保高精度的时间计算。

实施：1.安装天线和接收器：将GPS天线安装在一个高处，远离任何可能导致信号干扰的物体，例如建筑物或大型金属结构。

将接收器连接到天线，并确保信号连接良好。

2.启动接收器和计算设备：启动GPS接收器，并将其连接到计算设备（计算机或微控制器）。

确保设备之间正确配置和通信，以便正确接收和处理GPS数据。

3.数据接收和处理：接收器将开始接收卫星信号，并获取精确的时间和位置信息。

计算设备将接收并处理这些数据，并根据计算算法计算出高精度的时间。

确保实现高速和高效的数据处理和计算方法。

4.时间校准和稳定：根据计算的高精度时间信息，调整时钟电路的频率，并保持其稳定。

使用锁相环控制电路可以自动调整频率。

定期校准电路，以确保准确性和稳定性。

5.系统测试和验证：对GPS高精度时钟进行系统测试和验证，以确保其在不同环境条件下的准确性和稳定性。

使用其他时间参考源（如国家精确时间源）进行对比测试，并进行校准和调整。

基于全球定位系统的高精度事件顺序记录系统林丹;王文海【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2011(31)6【摘要】In order to meet the resolution requirement of hundreds of microseconds, microsecond global clock synchronization must be achieved in Sequence of Event (SOE) system. By means of assessing the existing clock synchronization methods and analyzing the cause of the error in the clock synchronization process, a new method based on the combination of improved Network Time Protocol (NTP) server synchronization and 1PPS synchronization was proposed. That is: advanced NTP server was used to eliminate the clock error between the control stations, "cross-second" phenomenon was avoided in this situation; 1 PPS was used to synchronize the millisecond counters in order to eliminate the crystal accumulated error of Field Programmable Gate Array ( FPGA). This method is simple, precise and stable. The resolution of SOE system by using this technique can be up to 0.5 ms, and it has been applied to the turbine protection system in a power plant successfully.%为了满足事件顺序记录(SOE)系统数百微秒级分辨率的要求,系统必须实现精确到微秒级的全局时钟同步.通过对现有同步方法的评估并对时钟同步过程误差产生原因的着重分析,利用全球定位系统(GPS)信号为时间源的网络时钟协议(NTP)校时服务器,提出了一种基于改进NTP服务器同步法和1PPS秒脉冲同步法相结合的新方法.新方法利用先进的NTP服务器同步全局秒时钟,消除控制站间时钟误差,并解决同步过程中出现的"跨秒"问题;用1PPS秒脉冲同步毫秒计数器时钟,消除现场可编程门阵列(FPGA)晶振累积误差.该方法实现简单,同步精度高,系统稳定性好.使用该同步方法实现的SOE系统分辨率达0.5 ms,并成功应用于某火电厂汽轮机保护装置.【总页数】4页(P1719-1722)【作者】林丹;王文海【作者单位】浙江大学工业控制技术国家重点实验室,杭州310027;浙江大学工业控制技术国家重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TP277【相关文献】1.基于离散事件仿真的急诊初复诊患者就诊顺序研究 [J], 邓业雯;耿娜;江志斌;陈尔真;金瑞;高卫益2.江门变电站微机控制的顺序事件记录系统 [J], 田广青3.基于草地综合顺序分类系统(IOCSG)的中国北方草地地上生物量高精度模拟 [J], 赵明伟;岳天祥;孙晓芳;赵娜4.基于UDS协议的汽车事件数据记录系统的数据提取和分析 [J], 刘全周; 孙德明; 李占旗; 高峰; 辛迪宇5.基于CAN总线的汽车事件数据记录系统开发方案研究 [J], 杨曦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GPS 高精度的时钟的设计和实现[ 录入者:admin | 时间:2006-08-05 09:11:58 | 作者:未知 | 来源:未知 | 浏览:19次 ]摘要：介绍采用GPS 、OEM 接收板来实现精密时钟系统的设计思路和方法，给出基本的硬件电路和软件流程。

关键词：GPS GPS OEM 串口通信 1 概述GPS （Global Positioning System ）全球定位系统是利用美国的24颗GPS 地址卫星所发射的信号而建立的导航、定位、授时的系统。

美国政府已承诺，在今后相当长的一段时间内，GPS 系统将向全世界免费开放。

目前，GPS 系统广泛地应用在导航、大地测量、精确授时、车辆定位及防盗等领域。

因此，开展对GPS 系统的研究和应用，将极大地提高生产力，并产生巨大的经济效益。

本文旨在通过利用GPS 所提供的精确授时的功能，采用单片机技术，设计适合于需要精确授时的高精度时钟系统。

GSU-16是日本光电（KODEN ）公司生产的并行11通道GPS OEM 接收板，由于采用了先进半导体设计手段，它具有尺寸小、功耗低、性能稳定、性价比高等优良特性。

利用它，可以方便、快速地开发出各种GPS 应用系统。

其主要性能指标如下：接收通道——11通道并行接收，可同时跟踪11颗卫星； 授时精度——小于400ns ，无累计误差； 数据更新时间——1s ；体积和重量——65mm×35mm，约重40g （含锂电池）； 数据输出格式——NMEA-0183 v2.0；RTCM-sc104 v2.0； 环境工作温度——-30～+75℃；正常工作参数——电压5（1±0.05）V ；电流100mA ；功耗100mW 。

2 GSU-16的硬件接口和软件接口（1）硬件接口GSU-16同时提供12脚接口（J3）和5脚接口（J4）。

本设计中采用5链接口J4，各引脚的功能如表1所列。

表1GSU-16的RD1脚为RS232C的通信接口，其逻辑电平为TTL电平。