基于Ethernet POWERLINK的分布式時鐘同步研究及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今，傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)無法滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的需求，工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中扮演著越來越重要的角色。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有通信速率高、開放性好、實時性強(qiáng)、價格低廉和資源共享能力強(qiáng)等優(yōu)勢，能夠滿足工業(yè)控制系統(tǒng)中的通信要求。Ethernet POWERLINK是一種典型的工業(yè)以太網(wǎng)，其基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)實現(xiàn)，實時性能表現(xiàn)良好，并且該協(xié)議開源，適用于各種平臺，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。本文首先分析Etherne

2、tPOWERLINK協(xié)議的結(jié)構(gòu)、通信機(jī)制和性能等，然后設(shè)計一種基于ARM和FPGA的高性能運算處理和實時通信的平臺，針對協(xié)議自身的缺陷，提出一種時鐘同步的改進(jìn)策略，最后設(shè)計一個Ethernet POWERLINK與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，并將優(yōu)化后的協(xié)議實現(xiàn)方案應(yīng)用到新一代集散控制系統(tǒng)中。
　　本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:
　　1)研究Ethernet POWERLINK網(wǎng)絡(luò)在多種平臺下的實現(xiàn)，重點研究在純Linux環(huán)境

3、和FPGA下的性能對比，設(shè)計基于高速ARM處理器的運算處理單元，編寫適用于Ethernet POWERLINK的通用外部存儲單元的驅(qū)動模塊，設(shè)計基于FPGA的實時通信單元，構(gòu)建AP-PCP結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一個高性能的運算處理和實時通信的Ethernet POWERLINK站點。
　　2)研究Ethernet POWERLINK的兩種時鐘同步機(jī)制，通過計算分析時鐘同步誤差產(chǎn)生的原因，針對誤差較大的缺點，提出減小誤差的方法。設(shè)計基于FPGA