IEEE1588時(shí)鐘同步協(xié)議的硬件設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，各項(xiàng)應(yīng)用中對(duì)頻率和時(shí)間同步的要求以及對(duì)其精度的要求越來(lái)越苛刻。GPS的高成本，政治和安全隱患等問(wèn)題使得利用地面有線傳輸鏈路傳遞頻率和時(shí)間信號(hào)的需求應(yīng)運(yùn)而生。IEEE1588精確時(shí)鐘同步技術(shù)憑借著其在精度上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，減少網(wǎng)絡(luò)組建的抖動(dòng)延遲的影響的解決方法等突出點(diǎn)，在通信網(wǎng)絡(luò)中得到越來(lái)越多的關(guān)注和廣泛應(yīng)用。
　　本文首先介紹了時(shí)鐘同步需求的產(chǎn)生背景和國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。闡述了PTN分組交換技術(shù)的原理，比較了PT

2、N網(wǎng)絡(luò)中常用的幾種時(shí)鐘同步技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。然后詳細(xì)分析了IEEE1588時(shí)鐘同步標(biāo)準(zhǔn)中定義的PTP協(xié)議，深入研究了IEEE1588的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，PTP設(shè)備類型和PTP同步機(jī)制。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于PTP協(xié)議的時(shí)間和頻率同步的硬件實(shí)現(xiàn)方案，并使用Verilog硬件編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電路。之后對(duì)PTP時(shí)鐘同步電路中各功能模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)闡述，給出了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖。最后搭建了功能測(cè)試的自測(cè)平臺(tái)，編寫了全面的仿真激勵(lì)，證實(shí)了其功能正確，并給出了

3、RTL仿真結(jié)果。使用QuartusⅡ工具完成綜合和布局布線，并根據(jù)得到的各項(xiàng)性能指標(biāo)的報(bào)告，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，最后達(dá)到了200MHz的時(shí)鐘頻率，5G的處理線速的性能指標(biāo)。
　　本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于：一是可以同時(shí)支持頻率同步和時(shí)間同步。以往的IEEE1588時(shí)鐘同步的設(shè)計(jì)通常僅支持時(shí)間同步，本設(shè)計(jì)中不僅支持協(xié)議中規(guī)定的時(shí)間同步處理，還通過(guò)發(fā)送sync報(bào)文產(chǎn)生的時(shí)間戳來(lái)實(shí)現(xiàn)了頻率同步功能。二是同時(shí)支持一步模式和二步模式且基于IEEE