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为了满足不同地域、不同行业之间人们日常生产、生活的需要,人类发明了短波授时、长波授时、广播授时,数字电视等授时技术,但随着科技的进步,交通、电力、学校、政府机构、军队引入了许多精密仪器,这些仪器对时间同步要求很高。为了给这些精密仪器提供精确的时间信息,本文提出了一种利用卫星导航系统的授时功能提供高精度的授时方法,来满足各种仪器的需要。目前世界上共有四种卫星导航系统,美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS),俄罗斯的格洛纳斯(Global Navigation Satellite System,GLONASS),欧洲的伽利略(Galileo Satellite Navigation System,Galileo),中国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)。北斗卫星导航系统的授时功能可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠授时服务,因此本文选用北斗卫星导航系统作为时间来源。办公大楼、指挥大厅的时间显示屏可采用串口给控制显示屏的PC机授时、显示屏控制软件从PC机读取时间、然后推送到显示屏,达到同步时间显示。此种方法适合不便接入网络的场所。电厂控制系统可从IRIG-B码获取天、时、分、秒时间信息,然后将系统内的时间校准,从而达到全部设备之间的时间同步。日常办公电脑可采用NTP授时,文件生成,邮件发送时间可准确记录,方便查阅。通过对现有的串口、IRIG-B码、NTP授时设备的调查研究发现,大多设备采用FPGA+DSP+并行数模转换芯片或FPGA+ARM+并行数模转换芯片实现,该方案各个芯片之间连线较多,PCB设计复杂,面积较大,加工费用昂贵,授时单一。本论文采用ZYNQ器件+串行数模转换芯片实现,数据交互主要在芯片内部实现,避免了芯片间较多连线。另外,PCB设计简单,面积较小,有利于整机小型化设计且升级维护方便。ZYNQ器件主要由PS(processing system)和PL(programmable logic)两大部分组成。本文主要在以下四个方面取得突破:1)研究PL和PS之间的DMA数据传输(Direct Memory Access),代替FPGA+DSP方案中的SRIO芯片之间数据传输。2)研究PL和PS之间的AXI总线数据传输,AXI总线数据传输是芯片内部数据传输,代替FPGA+DSP方案中芯片间数据传输的片选信号、读写使能信号、数据总线和地址总线。3)研究ZYNQ器件和串行数模转换器之间数据传输方法,通常采用204B协议,线速率可达12.5GHz。FPGA+DSP方案中并行数模转换芯片一般选择8位,PCB布线就需要8根线,而16位串行数模转换芯片只需2根差分信号线即可。4)研究光纤时间信息传输,此种方法适合授时设备和被授时设备相距1千米以上的场合,常用于高速数据采集设备。本文通过对串口授时,IRIG-B码授时,NTP授时的应用场景分析,分章节详细设计了各个子模块并编写了串口授时、NTP授时PC机上位机软件。最后对网络时间同步服务器进行了功能测试。秒信号,IRIG-B码输出,串口授时,NTP授时均正常,结果表明设计达到了预期目标。本文设计的网络时间同步服务器采用ZYNQ、串行DA等新器件、新方法,授时方式多样,设计新颖,容易扩展升级,发展前景广阔。