基于FPGA的同步时钟报文检测电路的设计

时钟同步技术是解决基于网络的分布式测控系统完成同步测控任务的关键技术,IEEE-1588协议是一种应用于分布式测量和控制系统中的精准时钟同步协议.提出了一种基于IEEE-1588协议在以太网物理层和MAC层之间的介质无关接口(MII/RMII)处检测同步报文的策略和实现精确时间标记方案[1],在此硬件支持方案和方法的基础之上,充分利用FPGA宏模块资源采用较为简便实用的方法设计实现了同步报文检测电路,该部分电路的设计是采用硬件时间标记方案实现IEEE1588高精度时钟同步的基础.在QuartsII 7.2平台下对设计电路进行优化综合和时序仿真,通过在线实时检测验证了电路设计的正确性.初步验证结果表明设计达到课题要求,应用性能良好.     

以太网时间同步技术的研究进展及其应用

精确的时间同步是网络化测试和控制的一项关键技术.分析比较了几种主要的以太网时间同步协议,并重点介绍了IEEE 1588协议(精确同步时钟协议)如何实现以太网的时间同步,分析了该协议在武器装备领域的应用前景.     

嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现

IEEE 1588时钟同步协议用于解决分布式网络测控系统中远距离仪器设备之间的同步问题;在分析IEEE 1588时钟同步实现原理的基础上,提出一种嵌入式Linux设备的高精度IEEE 1588时钟同步实现方案;采用专用PHY芯片DP83640在物理层为PTP报文加盖硬件时间戳,设计网络设备驱动与PTP硬件时钟控制驱动,并在用户层利用Linux系统标准API实现IEEE 1588协议软件;实验结果表明,两台设备直接相连时,时钟同步精度可稳定在±100ns以内。     

基于IEEE 1588的多基地声呐湿端时钟同步技术研究

多基地声呐技术将会在未来发挥越来越重要的作用;而基于以太网的声呐湿端数据采集与传输系统在多基地声呐应用中对时间同步技术提出了更高的要求和挑战;文章提出了基于IEEE1588v2标准的精确时间同步协议方案,并用支持IEEE1588的以太网交换机和PHY芯片实现了多基地声呐设备间的同步;测试结果表明,同步精度达到了亚微秒级别。     

利用DP83640实现网络系统的时钟同步

该文基于IEEE1588精准时间同步协议（PTP协议）,结合DP83640以太网控制芯片阐述了PTP协议同步报文发送和接收原理,通过在物理层加盖时间戳和调节本地时钟的频率和相位,DP83640能够提供精准的IEEE1588时钟,有效地解决由于软件带来的时钟抖动问题。     

IEEE1588时钟同步协议的研究与实现

随着现代以太网应用对时钟同步精度要求的日益严格,IEEE1588时钟同步协议从开始的2002版本发展到了2008版本。针对IEEE1588时钟同步技术的原理、组网方式进行了阐述,提出了IEEE1588时钟同步系统节点的具体实现方案并提出了测试方案。经过对实验数据的分析,证明了提出的IEEE1588实现方案的可行性,对于互联网内高精度时钟同步的实现,进行了探索与验证。     

利用DP83640实现网络系统的时钟同步

该文基于IEEE1588精准时间同步协议(PTP协议),结合DP83640以太网控制芯片阐述了PTP协议同步报文发送和接收原理,通过在物理层加盖时间戳和调节本地时钟的频率和相位,DP83640能够提供精准的IEEE1588时钟,有效地解决由于软件带来的时钟抖动问题。     

基于PTPd改进的高精密时钟同步实现

IEEE1588定义了一种精密时钟同步(PTP)协议,广泛应用于分布式测控系统中。PTP协议可以通过纯软件或者纯硬件的方式实现。纯软件方式可采用开源的PTPd代码,开发简单,协议实现完整,但只能达到毫秒级同步精度;纯硬件方式通过硬件编程实现,同步精度可达纳秒量级,但是开发难度大。在开源的PTPd的基础上,保留协议上层部分,底层则采用DP83640硬件代替原有的软件捕获时间戳,经过测试,大大提高了PTPd的同步精度,达到了20ns以内。     

分布式控制系统精确时钟同步技术

为了克服传统的分布式测量和控制系统存在的诸多缺点,提出了传输和同步系统时钟的新方案.该方案采用IEEE 1588精确时钟同步协议以及在控制系统中广泛应用的以太网来实现.实现过程中,由硬件辅助生成时间戳,保证了系统对主从时钟的偏移时间和报文传输的延迟时间的测量、计算和精确控制.测试结果表明,从时钟的同步精度能够满足系统的应用需求,减少了测控系统中的专用时钟线缆的连接数,对类似的时钟同步需求具有很好的推广应用价值.     

基于EPA协议的精确时钟同步方法

工业以太网中通讯链路的不对称性,使得IEEE1588协议中的从时钟偏差计算方法并不适用.本文在EPA(Ether-net for Plant Automation)协议中CSME(Communication Scheduling Management Entity)算法调度的基础上分析了IEEE1588时间同步协议,提出了一种从时钟同步于主时钟的加权修正算法,同时应用晶振频率补偿算法,使得满足了基于EPA协议的工业以太网系统中同步数据采集和控制的实时性要求.采用硬件描述语言(Verilog HDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现了这种硬件时钟同步方法.该方法解决了传统的基于片上系统(SOC)时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.使用Xilinx Spartan3 XC3S1500的FPGA验证了主从时钟的一致性,160ns的标准偏差和50ns的时间偏差平均值的测试结果证明了本文中算法较之协议中原算法的优越性.该方法也为集成现有网卡芯片的系统提供了一种高性价比和高精度的时钟同步解决方案.     

基于IEEE1588的时钟同步技术及其应用

叙述了IEEE1588时钟同步协议的产生与发展，介绍基于IEEE1588时钟同步技术实现分布式网络化测试系统精确时钟同步的原理和方法；通过列举一些公司对IEEE1588技术的具体应用，给出基于Intel IXP46X的时钟同步网卡原理图及具体应用实例。最后阐明IEEE1588精确时钟同步技术可以实现整个系统的高精度时钟同步，可以有效解决分布式测控系统的实时性问题，可以有效改善和提高系统的测控精度。     

基于IEEE1588协议同步技术的研究

随着网络技术的快速发展,分布式测试系统正在测试领域中得到广泛应用,而系统中的时钟同步是分布式测试系统的关键问题。同时,随着测试技术的发展,对分布式测试的同步精度的要求也越来越高。IEEE1588协议颁布后,特别是它可能达到的高精度和较低的开销为人们实现这个要求提供了现实可行的途径。首先分析了IEEE1588的基本原理,然后提出了一种使用硬件时间戳实现IEEE1588的方案,最后对本地时钟校准的方法进行比较分析,并通过实验对两种校准方法的效果进行了验证。     

普通交换机在IEEE1588时钟同步系统中的应用

探讨了在通信网络结构相对简单的分布式测控系统中,采用普通以太网交换机实现IEEE1588时钟同步应用方案。通过大量的实验数据来分析IEEE1588系统中使用普通交换机所导致的同步报文延迟对于时钟同步精度的影响,以及使用不同性能交换机的IEEE1588系统所能够实现的时钟同步效果。研究结果表明,在主从时钟节点通过交换机直接连接以及网络流量很小的情况下,仍可以实现微秒级的时钟同步精度,由此验证了普通交换机的可行性。本文的工作可以为IEEE1588协议在分布式测控系统中的进一步推广普及提供参考依据。     

基于DP83640的IEEE 1588应用研究

IEEE 1588协议具有同步精度高、运算消耗小、无需专用设备、实现方式灵活等技术优势,已广泛应用于分布式控制、无线通信、数字化变电站等领域。采用软、硬件相结合的架构,以物理层芯片DP83640实现IEEE 1588底层功能,以应用软件实现协议上层应用,并设计和封装了同步配置、定时触发、事件时间戳、秒脉冲等应用接口,对IEEE 1588的实用化具有重要意义。     

IEEE 1588精确时间同步协议浅析

本文研究了IEEE 1588精确时间同步协议的基本原理、核心算法和技术特点。该协议主要解决传统网络时间同步技术精度不高和安全性差等问题。相比已有的基于网络时间协议(NTP)或GPS的时间同步技术,基于IEEE 1588协议的时间同步技术具有很高的精确性、安全性和可控性,能够较好地满足通信网同步、电力系统、工业控制、高精密测量等应用领域的时间同步要求。     

IEEE 1588精密时钟同步协议2.0版本浅析

在分布式测控系统中,各分布式设备、独立的智能传感器、作动器与系统之间的时钟同步是系统测控数据有效性的关键。IEEE 1588精密时钟同步协议有效地解决了分布式测控系统时间同步问题,也是新测试系统总线标准LXI的核心技术之一。首先介绍了IEEE 1588时钟同步的基本原理,之后主要针对最新发布的IEEE 1588 2.0版本所采用的新技术、新方法进行了分析,为进一步研究打下基础。     

网络时间同步协议综述

时间同步技术广泛应用于工业自动化、精密测量与控制、军队指挥信息化系统等领域。IEEE 1588精密时间协议提供亚微秒级的网络时间同步，能够满足工业领域的高精度测量和控制需求。White Rabbit时间同步技术（WR）是基于同步以太网、IEEE 1588v2协议和全数字双混频鉴相器技术（DDMTD）的一种分布式时间同步方案，能够提供亚纳秒级的同步精度。SAE AS6802协议是一种高精度、可容错、具有开发潜力的时钟同步协议，可为时间触发以太网（Time-Triggered Ethernet，TTE）提供所需精度的全局同步时钟。回顾了这三种时间同步技术的研究发展状况，并分析了其优缺点，展望了未来网络时间同步技术可能面临的挑战和发展趋势。     

基于1451协议的传统与智能传感器的即插即用

针对目前国内正在大量使用的传统传感器以及实现智能检测的需求,基于智能化、网络化的设计思想,借助IEEE1451智能变送器接口标准、网络技术和DSP及ARM 和HPI技术,介绍了智能传感器控制系统前端的软硬件构成,研究并建立了本智能网络化传统传感器智能化检测系统.实现了基于1451协议的远程与本地传感器数据采集系统的设计.试验表明该系统可以实现经改造的传统传感器与智能传感器的即插即用.     

几种IEEE 1588对时实现方法的分析与比较

为了满足不同场合下对时钟同步的需求,分析和比较了几种不同IEEE 1588对时的实现方法,并通过实验测量统计了不同方法的对时精度.结果表明采用硬件支持的IEEE 1588对时方法可以实现亚微秒级的对时精度,采用纯软件实现的IEEE 1588对时方法可以实现亚毫秒级的对时精度.这对于选择合适的IEEE 1588对时方式,以最少的资源实现预期的对时效果具有参考指导意义.