基于IEEE 1588的时钟同步技术在分布式系统中的应用

为实现分布式系统高精度同步数据采集及实时控制,提出一种基于IEEE 1588协议的分布式系统时钟同步方法.通过分析影响同步精度的因素,采用FPGA设计时间戳生成器,并且采用晶振频率补偿时钟解决时间戳的精确获取和从时钟相对主时钟的频率纠偏等问题.     

基于IEEE1588精密时钟同步系统的设计

时间精度问题对实时控制系统中协同作业至关重要。针对控制系统中分布式系统中各传感器节点的时钟在物理上具有分散性致使实时性差从而导致系统部分功能故障的问题,基于IEEE1588协议,分析了时间同步实现的模型方法,制作了基于DP83640的分布式时间同步系统。该系统构建了以太网协议栈,实现了在以太网物理层的时间戳标记功能以及PTP协议帧的发送和接收的功能。试验结果表明,该系统通过软硬件双重时间戳标记,可消除在链路层、网络层、传输层上组帧的时间延时问题,实现2纳秒以内的时钟同步,极大地提升时间同步的精度,可广泛应用于对时钟精度要求较高的场合。     

基于ARM的IEEE1588精密时钟同步协议实现

分布式系统以高效灵活、远程可控的特性在军事、工业等领域有着广泛应用,但其时间同步性难以保证,IEEE 1588精确时钟同步协议提供了一种在以太网中建立分布式节点之间时间同步的方法,选择ARM作为主控芯片与物理层芯片相结合来实现在物理层标记时间戳,以达到降低网络延时,提高同步精度的目的,此时钟同步系统经过实验,可实现纳秒级的时钟同步,提高精度的同时降低了模型复杂度和成本,可广泛应用于需要高精度对时的分布式系统中。     

基于IEEE1588高精度网络时钟同步的研究

随着分布式系统的广泛应用,系统对高精度时钟同步的要求越来越高,在测控、通信等领域中已经对时钟同步提出了微秒级要求。为了达到微秒级时钟同步,首先概述了IEEE1588时钟同步的基本原理,其次对IEEE1588 v2.0进行了研究,主要研究了IEEE1588v2.0与IEEE1588 v1.0比较所引入的新技术、新方法。结果表明,v2.0比v1.0具有更高的同步精度,为以后的工程应用打下基础。     

IEEE1588时钟同步技术在LTE系统中的应用

基于全IP网络架构的LTE系统对时钟同步提出了新的需求,精确时钟同步协议标准IEEE1588可以有效地解决以太网实时性的问题。本文阐述了IEEE1588同步定时的基本原理．针对LTE的网络基本特征,给出了基于PTP技术的时钟解决方案．以推动了我国LTE技术的发展。     

基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进

本文详细分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,并在此基础上给出一种改进的时间同步方法.该改进的时钟同步算法针对网络传输路径的不对称性引入加权因子,用一定时间窗内的主从时钟偏差样本的算术平均值而不是直接利用主从时钟偏差来调整从时钟,并根据算法的状态改变时间窗N的大小,同时利用方差阈值滤波的方法过滤跳变过大时钟偏差测量值,保证同步算法的稳定性.最后给出Alcatel-Lucent TSS5R系统在实验室的时间性能实验结果.实验结果表明TSS5R时钟同步具有稳定的性能,同步精度达到亚微秒级,可满足PTN产品高精度时钟同步的要求.     

基于硬件时间戳的IEEE1588时间同步技术的一种实现方法

本文简要分析了IEEE1588协议的时间同步原理,从工程实践的角度提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的IEEE1588时间同步技术的实现方法,给出了实现方案和框图。重点分析了采用FPGA实现硬件时间戳的方法,并给出相应的仿真结果。     

IEEE1588时钟同步在PTN网中的实现

详细分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,介绍了阿尔卡特朗讯TSS-5产品中实现IEEE1588时钟同步系统的方案,给出具体的硬件架构框图以及系统功能框图,最后列出TSS-5网元在实验室做的时间性能实验。实验结果表明TSS-5时钟同步具有稳定的性能,同步精度达到亚微秒级,可满足PTN产品高精度时钟同步的要求。     

IEEE1588在数字化变电站时钟同步方面的应用

本文介绍了电力系统目前所采用的时间同步方案技术的局限性以及存在的问题。在此基础上,提出了使用在标准以太网中应用的IEEE1588精密时间协议(PTP)为传播主时钟时序给系统中的其他结点的实现方法。     

基于STM32F107VC的IEEE1588精密时钟同步分析与实现

随着网络化与分布式系统的应用,对系统各节点间的时钟同步精度要求越来越高,尤其在分布式运动控制中,高精度时钟同步更是一切应用的基础。针对此问题,首先分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,并从理论上深入研究了影响时钟同步的关键因素,经过综合分析对比各实现方案的优劣,创新性提出了具有较高性价比的基于STM32F107VC的IEEE1588实现方案,通过捕获硬件时间戳和校正频率漂移,在自定义协议中实现了低于300ns的高精度时钟同步。     

1588时间同步技术在PON系统中的实现

介绍了IEEE1588时间同步技术实现的核心机制,分析了1588时间同步技术在PON系统中实现和应用中面临的问题,如频率同步、时间戳技术、最佳主时钟算法等相关问题。提出了在一种PON系统中实现1588时间同步技术的具体解决方案,得到的实验数据验证了该解决方案的可行性。     

A servo design for slave clock in IEEE 1588 synchronization networks

Clock synchronization is critical for a variety of applications in communication networks. In this paper, we design a clock servo named VI_PID‐K, which consists of a variable integral PID controller and a Kalman filter. It is a pre‐correction mechanism for the skew based on feedback principle to compensate for the poor stability of local clocks in IEEE 1588 networks. Our contribution is establishing discrete differential equation models, bringing in a variable integral PID controller to adjust the skew error and a Kalman filter to act as a skew estimator to predict the skew during one synchronization interval. Simulation results demonstrate that VI_PID‐K provides a more stable disciplined clock, improves the speed of skew convergence, and reduces Allan variance in a large time scale when compared to PI method or Fixed_Integral method.VI_PID‐K can improve the stability of slave clock and reduce the frequency that master clock sends Sync messages, so the network overhead for clock synchronization can be reduced. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于工业网络的分布式时钟同步算法研究

为了实现工业控制过程中的时钟同步,基于以太网的网络通信协议IEEE1588标准,作为以太网中使用最广的时钟同步算法,已经具有十分精确的同步性。IEEE1588使用集中式同步方法,导致如果有一个发送给主时钟的结点发生故障时,将会影响到网络中其余结点的同步性能,某些结点的时钟出现不同步会引起同步控制系统的瘫痪。采用把IEEE1588与FlexRay同步算法结合的分布式同步方法实现时钟同步的机制,结果证明该算法更加适合于工业通信协议的时钟同步。     

基于TMS320DM642的硬件实现IEEE1588时钟同步

采用美国国家半导体公司推出的专用集成有IEEE1588精准时钟协议硬件支持功能的以太网收发芯片DP83640,通过在物理层标记PTP时钟同步报文发送和到达的时刻,与TI公司的内置以太网媒体接入控制器(MAC)功能的TMS320DM642芯片连接实现高精度的时钟同步功能。     

一种基于IEEE1588协议的从时钟自补偿算法

随着网络技术的发展,分布式系统对时间同步的要求越来越高,IEEE1588协议正是为实现精密时钟同步而设计的。本文在系统介绍IEEE1588时钟同步原理的基础上,提出了一种提高同步精度的从时钟频率自补偿算法。该算法在继承IEEE1588协议本身特点的前提下,采用从时钟硬件时钟计时频率自调节的方法解决了每两次PTP同步之间时钟漂移偏差逐步扩大的问题。算法在自行设计的协议栈中进行了验证,测试结果表明,算法的引入有效的提高了同步的精度。     

基于FPGA的高精度IEEE1588时间戳的设计与实现

简单介绍了IEEE1588协议的时间同步机制,提出了一种在物理层内部标记时间戳的方案,并采用FPGA设计实现了支持时间戳标记电路的10G Base-R PHY,仿真和测试结果表明这种PHY具有最多一个时钟周期的延迟抖动,极大地降低了网络延时抖动对时间同步精度的影响,满足高精度时间同步的要求.     

嵌入式Linux下IEEE 1588时间同步的实现

在分析IEEE 1588精确时间同步协议(PTP)原理的基础上,设计了包括最佳主时钟算 法和PTP协议的时钟同步模型。针对嵌入式Linux操作系统,提出了在Linux的网络驱动层 通过在收发以太网帧时完成时间戳的接收和添加的方法。实验结果表明,通过该方法能够达 到10 μs量级的同步精度,较好地实现了时钟同步的效果。