IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)時鐘同步技術(shù)在當(dāng)前的分布式系統(tǒng)、變電站系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)等領(lǐng)域內(nèi)具有舉足輕重的作用，尤其是隨著工業(yè)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，對時鐘同步技術(shù)同步精度的要求也隨之而提高，在電力系統(tǒng)、精密儀器等領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)要求達到亞微秒甚至納秒級別的同步精度，而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時鐘同步協(xié)議(比如NTP、STNP)已經(jīng)不能滿足其要求，而若采用GPS原子鐘等同步方式則因其高昂的成本以及復(fù)雜的同步方式而受到限制。在此背景之下，本文將對能有效解決傳統(tǒng)同步問題的IEEE

2、1588協(xié)議進行研究和同步系統(tǒng)設(shè)計。
　　在本文中首先將會對IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行深入詳細(xì)地研究分析，其中包括:PTP系統(tǒng)中的三種時鐘設(shè)備即普通時鐘、邊界時鐘透明時鐘; PTP系統(tǒng)中報文的類型及其幀格式和幀內(nèi)容;PTP系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);PTP系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)時鐘同步基本原理和方法等。同時對于網(wǎng)絡(luò)時鐘同步的影響因素做出了必要的分析研究，驗證了IEEE1588時鐘協(xié)議中邊界時鐘對于時鐘同步精度的有效補償;同時也提出了采用了硬件和

3、軟件相結(jié)合的方式在物理層獲取時間戳從而來提高時間戳信息的精確度的理論依據(jù)，從而突破了傳統(tǒng)時鐘同步技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)延遲以及抖動所致的同步能力不足問題。在此基礎(chǔ)之上設(shè)計了基于DP83640PHY芯片為核心的硬件輔助的PTP系統(tǒng)，硬件設(shè)計中包含了主時鐘模塊設(shè)計和1588功能模塊設(shè)計。對于PTP系統(tǒng)的軟件設(shè)計是基于Vxworks操作系統(tǒng)中的C語言編程，論文中軟件設(shè)計部分給出了詳細(xì)的設(shè)計流程圖。最后在模擬的工業(yè)以太網(wǎng)的組網(wǎng)中實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)時鐘同步精度的測