Zakázkový vývoj - systémy pro synchronizaci času

Na zakázku firmy ELCOM-IPC spol. s r. o. (dnes ELVAC a.s.) byl od roku 1999 po dobu několika let řešen vývoj řady typů PC karet a dalších technických prostředků pro systémy synchronizace času počítače pomocí GPS.

Karta GPS-1

GPS-1 je levný základní typ PC karty pro zpracování signálů z GPS přijímače ve formátu NMEA 0183 GPRMC. Jádrem karty je řídicí mikropočítač generující synchronizovaný časový údaj s rozlišením jedné milisekundy. Implementovaný algoritmus přesně identifikuje platnost dat GPS přijímače signalizující zavěšení na UTC a teprve při splnění řady podmínek umožní zasynchronizování interního času PC karty. V případě dočasné neplatnosti přijímaných dat je pak časový údaj generován z vlastního normálu se stabilitou běžného krystalového oscilátoru. S přihlédnutím k vlastnostem oscilátoru karty lze garantovat časový údaj s odchylkou menší než 5 ms po dobu jednominutového výpadku zavěšení GPS přijímače.

Karta je určena pro instalaci do sběrnice ISA a kromě mikropočítačového jádra obsahuje izolované RS-422 rozhraní pro připojení GPS přijímače.

Karta GPS-2

PC karta dodávaná pod označením GPS-2 je výrazně dokonalejším sourozencem typu popsaného v předešlém odstavci a její obvodovou strukturu lze rozdělit na dva základní bloky.

Blok detekce a zpracování signálů z GPS přijímače byl převzat z GPS-1, alternativně však umožňuje osazení teplotně stabilního oscilátoru zajišťujícího generování času v nezavěšeném stavu s odchylkou menší než 5 ms po dobu třicetiminutového výpadku zavěšení GPS přijímače.

Druhou částí desky je blok vysílání dat simulující funkci GPS přijímače dalším podřízeným kartám prostřednictvím druhého RS-422 rozhraní. Takové řešení zajišťuje s minimálními náklady vzájemnou synchronizaci času více počítačů při současném zavěšení na UTC.

Důležitou vlastností GPS-2 je možnost napájení ze zálohovaného bateriového zdroje; v případě dočasného výpadku zdroje hostitelského počítače zůstává funkce systému zachována a podřízené karty GPS-1 mohou pracovat bez narušení činnosti.

Konvertor GPS-3

Zvolený typ GPS přijímače GARMIN GPS 35LP je vybaven rozhraním RS-232 nepříliš vhodným pro přenos dat na delší vzdálenost. Z tohoto důvodu byl do sortimentu doplněn speciální konvertor RS-232/RS-422 umožňující umístit GPS přijímač ve vzdálenosti desítek až stovek metrů od počítače s instalovanou GPS kartou. Je vhodné doplnit, že obě popsané karty GPS-1 a GPS-2 podporují výhradně rozhraní RS-422 a přítomnost konvertoru GPS-3 proto nezbytně vyžadují.

Externí modul GPS-4

Pro aplikace, kde nevyhovuje provedení PC karty, byl vyvinut externí modul komunikující s počítačem prostřednictvím rozhraní RS-232 nebo RS-485. Přestože přenos dat sériovým rozhraním vylučuje odezvu ve zlomcích milisekundy, umožňuje vzhledem k vysoké přenosové rychlosti synchronizovat čas s tolerancí 3-5 milisekund.

Karta GPS-11

PC karta GPS-11 je novým typem pro sběrnici PCI a funkcí je analogická kartě GPS-2 s výjimkou bateriového zálohování běhu.

Další vývoj

V současné nepřipravujeme žádný nový typ. Vzhledem k dosavadním zkušenostem však můžeme nabídnout vývoj speciálních systémů využívajících systému GPS.