IRIG časový kód - IRIG timecode

Časové kódy skupiny přístrojového vybavení mezioblastí, běžně známý jako IRIG časový kód, jsou standardní formáty pro přenos informací o časování. Atomové frekvenční standardy a přijímače GPS určené pro přesné načasování jsou často vybaveny výstupem IRIG. Standardy byly vytvořeny pracovní skupinou telekomunikací amerických armád Inter-Range Instrumentation Group (IRIG), orgán pro normalizaci Rada velitelů dosahu. Práce na těchto normách byly zahájeny v říjnu 1956 a původní normy byly přijaty v roce 1960.

Původní formáty byly popsány v dokumentu IRIG 104-60, později revidovaném a znovu vydaném v srpnu 1970 jako dokument IRIG 104-70, upgradovaný později v tomto roce jako dokument IRIG na status Standardu, IRIG Standard 200-70. Nejnovější verzí standardu je IRIG Standard 200-16 ze srpna 2016.

Časové kódy

Různé časové kódy definované ve standardu mají abecední označení. A, B, D, E, G a H jsou standardy aktuálně definované v IRIG Standard 200-04.

C^[1][2] byl v původní specifikaci, ale byl nahrazen H.

Hlavním rozdílem mezi kódy je jejich rychlost, která se pohybuje mezi jedním pulzem za minutu a 10 000 pulzy za sekundu.

Výpočet kódu IRIG B.:

Přenosová rychlost = 100 Hz = 100 × (1 / s) = 100 / s = 100/1000 ms = 1 / 10ms

Bitový čas = 1 / (bitový tok) = 1 / (1/10 ms) = 10 ms

Na každý snímek je 100 bitů.

Frame time = (Bits per frame) × (Bit time) = 100 × 10 ms = 1000 ms = 1 second

Frekvence snímků = 1 / (doba snímku) = 1/1 sekundy = 1 Hz

Bity jsou modulovány na nosiči. Tříciferná přípona určuje typ a frekvenci nosné a které volitelné informace jsou zahrnuty:

Typ modulace

0. DC posun úrovně (DCLS) (kódovaná šířka pulzu bez nosiče)
1. Nosič sinusových vln (amplitudová modulace )
2. Manchester modulovaný

Nosná frekvence

0. Bez dopravce (DCLS)
1. 100 Hz (rozlišení 10 ms)
2. 1 kHz (rozlišení 1 ms)
3. 10 kHz (rozlišení 100 µs)
4. 100 kHz (rozlišení 10 µs)
5. 1 MHz (rozlišení 1 µs)

Kódované výrazy

Binárně kódované desetinné místo (BCD) den v roce, hodiny, minuty a (u některých formátů) sekundy a zlomky jsou vždy zahrnuty. Mezi volitelné součásti patří:

• Číslo roku (00–99; století není kódováno)
• Uživatelem definované „řídicí funkce (CF)“ zabírající bity nedefinované IRIG
• „Straight binary seconds (SBS)“, 17bitové binární počítadlo, které počítá od 0 do 86399.

0. BCD, CF, SBS
1. BCD, CF
2. BCD
3. BCD, SBS
4. BCD, BCD_Year, CF, SBS
5. BCD, BCD_Year, CF
6. BCD, BCD_Year
7. BCD, BCD_Year, SBS

Rozpoznaná identifikační čísla signálu pro každý formát podle standardu 200-04 se skládají z:

Kompletní identifikační číslo signálu se tedy skládá z jednoho písmene a tří číslic. Například signál označený jako B122 je dešifrován následovně: Formát B, sinusová vlna (modulovaná amplitudou), nosná 1 kHz a kódované výrazy BCDTOY.

Nejběžněji používaným standardem je IRIG B, poté IRIG A, pravděpodobně IRIG G. Formáty časového kódu přímo odvozené z IRIG H používají NIST rozhlasové stanice WWV, WWVH a WWVB.

Například jeden z nejběžnějších formátů, IRIG B122:

IRIG B122 vysílá sto pulzů za sekundu na amplitudově modulované nosné sinusové vlně 1 kHz a kóduje informace v BCD. To znamená, že každou sekundu se přenáší 100 bitů informací. Časový rámec pro standard IRIG B je 1 sekunda, což znamená, že každou sekundu se vysílá jeden datový rámec časových informací. Tento datový rámec obsahuje informace o dni v roce (1–366), hodinách, minutách a sekundách. Čísla roku nejsou zahrnuta, takže časový kód se opakuje každý rok. Přeskočte sekundu oznámení nejsou poskytována. Přestože se informace přenášejí pouze jednou za sekundu, zařízení může velmi přesně synchronizovat svůj čas s vysílajícím zařízením pomocí a fázově uzavřená smyčka synchronizovat s dopravcem. Typická komerční zařízení se synchronizují do 1 mikrosekundy pomocí časových kódů IRIG B.

Struktura časového kódu

IRIG časový kód se skládá z opakujících se rámců, z nichž každý obsahuje 60 nebo 100 bitů. Bity jsou očíslovány od 0 do 59 nebo 99.

Na začátku každého bitového času časový kód IRIG umožňuje signál (vysílá nosnou, zvyšuje úroveň stejnosměrného signálu nebo přenáší Manchester 1 bity). Signál je deaktivován (alespoň 3 × zeslabena nosná, snížena úroveň stejnosměrného signálu nebo přenášeny Manchester 0 bity), jednou nebo třikrát během bitového intervalu:

• Po 0,2 bitovém čase kódovat binární 0
• Po 0,5 bitovém čase kódovat binární 1
• Po 0,8 bitového času kódovat značkovací bit

Bit 0 je bit značkovače rámce P_r. Každý 10. bit počínaje bitem 9, 19, 29, ... 99 je také markerový bit, známý jako identifikátory polohy P₁, P₂, ..., P₉, P₀. Tedy dva značkovací bity v řadě (P₀ následovaný P_r) označuje začátek rámečku. Rámec kóduje čas náběžné hrany bitu značky rámce.

Všechny ostatní bity jsou datové bity, které se přenášejí jako binární 0, pokud nemají žádný jiný přiřazený účel.

Obecně se ke kódování BCD číslic používají skupiny 4 bitů. Bity jsou v polích přiřazeny malému endianu.

• Bity 1–4 kódují sekundy a bity 6–8 kódují desítky sekund (0–59)
• Bity 10–13 kódují minuty a bity 15–17 kódují desítky minut (0–59)
• Bity 20–23 kódují hodiny a bity 25–26 kódují desítky hodin (0–23)
• Bity 30-33 kódují den roku, 35–38 kóduje desítky dní a bity 40–41 kódují stovky dní (1–366)
• Bity 45–48 kódují desetiny sekundy (0–9)
• Bity 50–53 kódují roky a bity 55–58 kódují desítky let (0–99)
• Bity 80–88 a 90–97 kódují „přímé binární sekundy“ od 00:00 aktuálního dne (0–86399, ne BCD)

V IRIG G bity 50–53 kódují setiny sekund a roky jsou kódovány v bitech 60–68.

Ne všechny formáty zahrnují všechna pole. Je zřejmé, že tyto formáty se 60bitovými snímky vynechávají pole přímých binárních sekund a číslice představující dělení kratší než jeden čas snímku (vše pod hodinami, v případě IRIG D) jsou vždy přenášeny jako 0.

Nejsou zahrnuty žádné paritní ani kontrolní bity. Detekce chyb lze dosáhnout porovnáním po sobě jdoucích snímků a zjistit, zda kódují po sobě jdoucí časové značky.

Nepřiřazená 9bitová pole mezi po sobě jdoucími značkovacími bity jsou k dispozici pro uživatelem definované „řídicí funkce“. Například IEEE 1344 standard definuje funkce pro bity 60–75.

IRIG časový kód

IRIG J časový kód

Standard IRIG 212-00 definuje jiný časový kód, založený na RS-232 -styl asynchronní sériová komunikace.Časový kód se skládá z ASCII znaků, každý přenášený jako 10 bitů:

• 1 počáteční bit
• 7 datových bitů
• 1 zvláštní parita bit
• 1 stop bit

Značka času je náběžná hrana prvního startovacího bitu.

Časový kód IRIG J-1 se skládá z 15 znaků (150 bitů), odesílaných jednou za sekundu s přenosovou rychlostí 300 nebo vyšší:

<SOH>DDD:HH:MM:SS<CR><LF>

• SOH je kód ASCII „start of header“ s binární hodnotou 0x01.
• DDD je pořadové datum (den v roce), od 1 do 366.
• HH, MM a SS jsou časem startovacího bitu.
• Kód je ukončen a CR + LF pár.

Na konci časového kódu je sériová linka nečinná až do začátku dalšího kódu. Mezi ostatními postavami není žádná doba nečinnosti.

Časový kód IRIG J-2 se skládá ze 17 znaků (170 bitů), odeslaných 10krát za sekundu při přenosové rychlosti 2400 nebo vyšší:

<SOH>DDD:HH:MM:SS.S<CR><LF>

To je stejné, až na to, že jsou zahrnuty desetiny sekundy.

Specifikace kódu na plný úvazek má tvar „IRIG J-xy„, kde X označuje variantu a y označuje přenosovou rychlost 75 × 2^y.

Normálně používané kombinace jsou J-12 až J-14 (300, 600 a 1200 baudů) a J-25 až J-29 (2400 až 38400 baudů).

Viz také

• Přesný časový protokol
• Síťový časový protokol
• Jednoduchý síťový časový protokol
• Časový kód SMPTE

Reference

• Telekomunikační a načasovací skupina (srpen 2016), Formáty sériového časového kódu IRIG (PDF), Střelecká střelnice US Army White Sands, Nové Mexiko: Rada velitelů střel, standard IRIG 200-16
• Telekomunikační a načasovací skupina (listopad 2000), IRIG J Asynchronní formáty časového kódu ASCII, Střelecká střelnice US Army White Sands, Nové Mexiko: Rada velitelů střel, standard IRIG 212-00, archivovány od originál (DOC) dne 2013-02-17, vyvoláno 2011-10-01

externí odkazy

• Informace IRIG - Informační stránka IRIG s diagramy
• Standardní stránka IRIGB - stránka věnovaná standardnímu časovému kódu IRIGB