英创信息技术主板EM9280 IRIG-B码校时方案简介

在工控行业很多领域中，需要控制系统具有高精度的时间同步功能，IRIG就是美国靶场司令委员会制定的一种时间标准。自EM9X60后，英创EM928x嵌入式主板也实现了IRIG-B码校时功能。之前的相关文章见链接http://www.emtronix.com/article/article2011414.html。

IRIG是美国靶场司令委员会制定的一种时间标准，其中的串行时钟编码共有6种格式，即A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同，广泛应用的IRIG-B即其中的B型编码，B型码的时帧速率为1帧/s，可传递100位信息。图1是IGIG-B码示意图，其时帧周期是1s，每秒100个码元，使用脉宽编码方式，每个码元脉宽10ms，共三种码元，其中高电平5ms和2ms分别表示二进制 “1”，“0”，高电平8ms为位置标识，分别为P0,P1,…P9。连续两个8ms宽度脉冲的第二个8ms脉冲的前沿为秒准点标志，也是一个时间格式的帧参考标志。一个时间格式帧包含了秒，时，分，天数，年份，控制位等丰富的信息。

图1：IRIG-B码标准

EM9280拥有4路IRQ，其中IRQ3也可用于IRIG-B码校时。使用IRIG-B码校功能时，需要设置注册表，关闭IRQ3功能
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\IRQ3]
'TrueInstall'=dword:0

同时打开IRIQB对时功能
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\IGB1]
'TrueInstall'=dword:1

此时IRIGB功能打开，IRQ3不能继续做IRQ使用（其它3路IRQ可正常使用）。

在与IRIG-B码时钟源时间同步时，用户并不需要关心IRIG-B码的具体含义，实现方法，仅需要将B码送到EM9280的IRQ3接口(对应英创EM9280评估底板CN10，11针脚)就行了，EM9360的驱动程序将完成B码解码，同步等工作。

应用层面使用EM9280的IRIG-B校时功能方法如下。

1、通过标准的文件操作方式来打开系统的校时功能。
HANDLE hIrigb;
hIrigb = CreateFile(L'IGB1:', // name of device
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, // desired access
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, // sharing mode
NULL, // security attributes (ignored)
OPEN_EXISTING, // creation disposition
FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS, // flags/attributes
NULL); // template file (ignored)

2、关闭由CreateFile打开的HANDLE，即关闭系统校时功能。

CloseHandle(hIrigb);

3、用户可以调用DeviceIoControl来查看系统最近一次同步的时间，调用方法如下：

#define IOCTL_IRIG_B_GET_TIME CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0xC10, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
bRet = DeviceIoControl(hIrigb, // file handle to the driver
IOCTL_IRIG_B_GET_TIME, // I/O control code
NULL, // in buffer
0, // in buffer size
&systime, // out buffer
sizeof(SYSTEMTIME), // out buffer size
NULL, // pointer to number of bytes returned
NULL); // ignored (=NULL)

4、用户可以通过修改系统注册表来配置灵活的校时方案，通过注册表的设置，可实现时间秒同步、分钟同步、小时同步或日同步，对应的注册表项如下：（下面的注册表键值为系统默认值）

[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\IGB1]
'DeviceArrayIndex'=dword:1
'Prefix'='IGB'
'Dll'='irig_b.dll'
'DeviceID'=dword: fe
'Priority256'=dword:88
; AutoSync =0: 禁止校时功能; =1: 秒同步; =2: 分同步; = 3: 小时同步; = 4: 日同步
'AutoSync'=dword:2 ; minute sync
; SyncMinute：当AutoSync为小时同步时，在SyncMinute分钟进行同步
'SyncMinute'=dword:3b ; 0x3b = 59 -> minute on sync
; SyncHour： 当AutoSync为日同步时，在SyncHour小时进行同步
'SyncHour'=dword:17 ; 0x17= 23 -> hour on sync

传统的工控板卡在对IRIG-B码处理时，通常需要增加额外的硬件（如单片机，FPGA）对B码进行解码，然后再通过串口、总线或其它形式将数据交给主控板卡处理，增加了系统成本和操作难度，英创EM9280及EM9X60可直接对B码进行解码，不需要增加任何硬件就能实现毫秒级精度的时间同步，大大降低了系统复杂程度，节约了成本，提高了系统稳定性。