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。     

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。     

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。     

矿用分布式采集系统时钟同步方案设计与实现

单一的时钟同步技术由于其精度及应用局限性,无法满足矿用分布式采集系统高精度、高可靠性的时钟同步性能要求。针对上述问题,提出了基于北斗+IEEE 1588V2+本地后备时钟的三级协同时钟同步方案。选用部署在地面的T600-BDGOCXC型北斗授时服务器作为主时钟,为系统提供纳秒级精度的绝对时钟;采用STM32F407+DP83848及PTPd协议栈实现支持IEEE 1588V2协议的采集节点,通过井下工业环网将北斗的绝对时钟同步到各采集节点;本地后备时钟采用STM32F407内部RTC(实时时钟)实现,给各采集节点提供秒级精度的时间戳初值,便于各采集节点用最短时间实现与主时钟的同步。测试结果表明,北斗授时服务器与采集节点通过交换机直连的情况下,1 min后时钟同步精度达162 ns;北斗授时服务器与采集节点通过三级交换机连接的情况下,时钟同步精度为565 ns;在北斗授时服务器失效的情况下,优先级高的采集节点升级为主时钟并为其余采集节点授时,具有较强的可靠性。     

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.     

不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响分析

为深入研究不同机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响,提出了使用正态分布曲线描绘时钟同步误差的方法;通过分析IEEE 1588时钟同步系统的工作原理,决定采用硬件方式测量时钟同步误差分布,并利用统计学的分析方法,分析不同的机载测试网络环境对IEEE 1588时钟同步系统性能的影响;分析结果表明网络拓扑结构、网络节点负载和外部环境温度都对IEEE 1588时钟同步系统的性能有一定影响,其中网络拓扑结构的变化对IEEE 1588时钟同步精度的影响比较大;这一研究成果对网络化机载测试系统的设计与使用具有一定的借鉴意义。     

基于IEEE1588协议时钟同步精度影响因素的研究

随着分布式测试技术的快速发展,对地理位置分散的测试设备协同完成测试任务的需求也越来越大,而设备之间的时钟同步精度成为制约测试效果的关键因素;为了对时钟同步精度的影响因素进行研究,提出了基于IEEE1588协议的网络时钟同步实现方案;首先对IEEE1588基本原理进行分析,然后提出了IEEE1588协议的实现方案,最后搭建实验平台对影响同步精度的因素进行研究;研究结果表明,同步间隔和网络拓扑结构影响时钟同步精度的两个主要因素。     

基于IEEE1588的同步以太网实现方式

阐述同步以太网的概念;介绍IEEE1588标准和相关同步协议,以及实现分布式网络化系统精确时钟同步的原理和方法;介绍了2款常用的基于IEEE1588的同步以太网芯片,并给出了具体应用实例。     

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。     

精确时钟同步协议分析及实现

测量和控制工程正在越来越多地使用网络通讯、本地化计算、分布式设备等分布式系统技术。IEEE 1588(PTP)利用以太网或其他支持多播技术的网络使终端设备同步,最高精度可以达到亚微秒级。可以很好的支持测量和控制应用。针对IEEE 1588协议的以太网应用,对协议进行了分析,研究了IEEE 1588协议的优点和核心算法以及漂移测量和延迟测量。针对IEEE 1588的3种实现方式:软件实现、硬件实现、软件和硬件结合实现,研究了3种方式的优缺点。     

IEEE1588精确授时协议通用实现方案

时钟同步技术即将在以太网网络中广泛应用,而IEEE1588[1]协议实现的精确授时能够满足将来以太网对时钟的苛刻要求,具有极大的发展潜力。一种基于通用器件实现的IEEE1588方案在该文中提出,该方案基于通用MCU与FPGA实现,体系简单,具有很强的可做操作性与实现性,容易融合到定制的系统中,方便推广,能够广泛的应用于需要支持IEEE1588协议的设备中。     

精确时钟协议的最优主时钟算法

IEEE1588标准是测量和控制领域的精确时钟同步协议,通过控制网络同步全系统设备的时钟。在不需要太多资源的情况下,能达到高精度的时钟同步;该协议规定了系统内只有一个主时钟,其他的设备的时钟都要和该主时钟同步,因此主时钟的选择好坏对于时钟的同步精度至关重要;文中研究了最优主时钟的算法思想、原理和组成,设计了实现最优主时钟算法的功能模块和方法,并使用测试系统对模块的功能进行了相应的仿真测试;实验结果表明,设计的功能模块能够轻松的选择到系统的最优主时钟,验证了最优主时钟算法的可行性和有效性,为精确时钟同步协议的进一步应用奠定了基础。     

Modeling distributed real-time systems with MAST 2

Switched networks have an increasingly important role in real-time communications. The IEEE Ethernet standards have defined prioritized traffic (802.1p) and other QoS mechanisms (802.1q). The Avionics Full-Duplex Switched Ethernet (AFDX) standard defines a hard real-time network based on switched Ethernet. Clock synchronization is also an important service in some real-time distributed systems because it allows a global notion of time for event timing and timing requirements. In the process of defining the new MAST 2 model, clock synchronization modeling capabilities have been added, and the network elements have been enhanced to include switches and routers. This paper introduces the schedulability model that will enable an automatic schedulability analysis of a distributed application using switched networks and clock synchronization mechanisms.     

基于IEEE1588标准的列车时间同步技术的研究

随着实时以太网技术的飞速发展,中国铁路速度的不断提高,铁路时间同步网需要为其各个系统提供准确的时间信息,才能保障列车的行车安全,因此对于时间的统一非常重要.以铁路同步网为背景,通过介绍IEEE1588协议中的IEEE 802.1 AS协议,对列车的各个系统之间如何进行精确时间同步进行研究.提出了时钟同步模型和延时测量机...