【技术分享】什么是“B码对时”？哪些嵌入式多核异构处理器能实现这个功能？

IRIG-B码对时究竟是什么
IRIG-B码是一种用于时间同步的标准格式。IRIG（Inter-Range Instrumentation Group）是一个国际组织，负责制定一系列用于时间和频率标准的协议。IRIG-B码是其中之一，通常通过红外线、GPS信号或其他通信方式传输。它将时间信息编码成一系列脉冲，以确保不同设备之间的时间同步。

通常来说，IRIG-B码由一系列数字和特殊标志组成，以表示年、月、日、小时、分钟、秒等时间信息。这种编码方式能够提供非常高的时间分辨率，一般在微秒或更小的级别上，因此非常适用于对时间精度要求极高的系统。所以也被经常应用到如电力系统、科学实验、航空航天等领域。
IRIG-B码对时的主要应用场景
创龙科技已基于TI AM62x异构多核处理器实现IRIG-B码对时方案，可应用于继电保护装置、电力RTU、电力录波器、通讯管理机、电能质量在线监测等领域。

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图1

AM62x IRIG-B码对时方案
该节详述了创龙科技采用TI AM62x的MCU(Cortex-M4F)核心实现IRIG-B码信号解析功能。
AM62x内部集成了Cortex-A53 + Cortex-M4F核心，可以利用Cortex-M4F实现IRIG-B码对时功能，无需增加额外的MCU成本。此外，通过内置MCU实现IRIG-B码对时功能，简化了硬件设计，有利于加快产品开发速度。

（1）案例说明


卫星时钟同步装置通过GPS天线模块获取标准时间信息，然后输出IRIG-B码信号。该信号经过评估板上的RS485芯片转换成电平信号，随后传输至Cortex-M4F核心。在Cortex-M4F核心中，通过读取GPIO引脚电平来解析IRIG-B码时序，并提取时间信息。最后，利用TI-RPMsg机制，将时间信息发送至Cortex-A53核心以打印时间信息。系统框图如下所示。

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图2
（2）案例测试

本案例需要在开阔场地进行测试，以确保卫星时钟同步装置的RUN指示灯保持常亮状态（表示设备正常运行）。如果该指示灯未能保持常亮，应检查GPS天线连接是否正确。
由于评估底板上的RS485_2 UART5为Cortex-A53核心的外设，因此需要通过飞线的方式将RS485芯片(U30)的pin3引脚连接至EXPROT接口(J11)的pin4引脚（即连接至Cortex-M4F核心的GPIO）。卫星时钟同步装置输出的IRIG-B码信号首先经过评估底板的RS485_2 UART5接口，然后再经过EXPROT接口(J11)的pin4引脚输入至Cortex-M4F核心。

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图3

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图4

将卫星时钟同步装置的天线接口连接至GPS天线模块，同时将卫星时钟同步装置的OUT1接口的“+”端子连接至评估板的RS485_2 UART5接口的“A2端子”，“-”端子连接至评估板的RS485_2 UART5接口的“B2端子”。如图所示。

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图5


将本案例"dts\bin\"目录下的tl62x-evm.dtb设备树文件拷贝至Linux系统启动卡"/boot/"目录下，替换原有的tl62x-evm.dtb设备树文件。然后将案例bin目录下的am62-mcu-m4f0_0-fw文件、irig_b_decode可执行程序拷贝至Linux系统启动卡文件系统"/home/root/"目录下。

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图6
上电后，从Linux系统启动卡启动，依次执行如下命令，更新Cortex-M4F核心固件，并重启评估板。

Target#rm /lib/firmware/am62-mcu-m4f0_0-fw
Target#cd /lib/firmware/
Target#ln -sf /home/root/am62-mcu-m4f0_0-fw am62-mcu-m4f0_0-fw
Target#sync
Target#reboot

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图7


执行如下命令，查询Cortex-M4F核心与remoteproc对应关系。
备注：Cortex-M4F核心对应的RemoteProc Name为5000000.m4fss。

Target#head /sys/class/remoteproc/remoteproc*/name

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图8
根据查询结果，执行如下命令查看Cortex-M4F核心程序运行日志，确认Cortex-M4F核心运行状态。

Target#cat /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/trace0

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图9


执行如下命令，查看程序运行参数。

Target#./irig_b_decode -h

备注：rproc_id：核心ID。Cortex-M4F核心ID为9，默认ID为0。

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图10

执行如下命令，解析IRIG-B码时序并提取时间信息，可看到串口终端打印当前日期如下图所示。

Target#./irig_b_decode -r 9

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图11
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