确定性工业以太网的研究

以太网通信延迟具有不确定性,这个问题成为它在工业实时控制应用中的主要障碍,通过对现有实时工业以太网实现方法的比较与分析,进一步详细讨论了精确时钟协议,得出结论IEEE1588为解决跨冲突域工业以太网的确定性问题提供了有效方案.     

工业以太网确定性调度的设计与实现

工业控制网络对网络的实时性要求很高,不仅要求传输速度快,数据传输还要具有确定性。以太网的通信存在不确定性,不能满足实时性要求,成为以太网应用于工业控制领域的主要障碍。本设计实现的实时以太网就是网络中每个节点的通信被严格地限定在规定时间内,确保在同一网段内同时只有一台在发送数据。     

基于EPA的工业以太网确定性研究

通过对EPA通信结构和EPA通信调度策略的分析,讨论了EPA工业以太网中影响其确定性的可能因素,介绍了EPA网络中MAC介质访问层对各种传输数据的处理方法,得出了EPA工业以太网确定性的结论,为进一步设计实现EPA工业以太网提供了参考。     

工业以太网专栏——确定性剖析

通过观察以太网本身，作说明为何正确设计和安装的以太网网络能做到真的确定性，并对此作译细分析。     

快速实时工业以太网的研究

实时工业以太网技术不能满足高性能运动控制领域对高同步精度和强实时性的应用需求。为解决该问题,利用快速实时工业以太网(EPA-FRT)中的快速通信调度和精确同步技术提高网络系统的实时性和同步精度,给出EPA-FRT的6层通信模型及2层网络结构。性能测试结果表明,EPA-FRT系统的通信周期在1 ms内,同步偏差在1 μs内,能够满足高性能运动控制领域对网络通信的需求。     

IEEE 1588在实时工业以太网中的应用

介绍了精确时钟同步协议标准IEEE 1588在解决工业以太网实时性上的应用,阐述了其中PTP协议的基本原理,提出了IEEE 1588的应用现状及其进一步应用领域。     

IEEE 1588在实时工业以太网中的应用

介绍了精确时钟同步协议标准IEEE 1588在解决工业以太网实时性上的应用,阐述了其中PTP协议的基本原理,提出了IEEE 1588的应用现状及其进一步应用领域.     

工业以太网技术及改进方案

本文介绍了工业控制领域中引入以太网的原因,分析了其优点、存在的问题及其改进方案。     

以太网精确时钟协议的研究与实现

分析了面向测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE1588标准,研究了通过以太网实现精确时钟协议的思想、原理和算法,以及数据包时间戳的生成方式;设计了精确时钟协议的具体实现方式,使用DP83640芯片,实现了以太网硬件辅助生成时间戳,分析了系统的原理、组成和功能;最后通过以太网搭建了测试系统,对不同的网络负载情况进行了主从时钟的同步精度测试;测试结果验证了通过以太网传输和同步时钟,能够容易达到微秒级的同步精度,能够满足系统对时钟精度的应用需求,也进一步拓宽了以太网的应用范围.     

基于精确时间协议的IP核设计

针对传统精确时间协议的软件设计中存在随机抖动、误差大的问题,提出一种IP核设计。该设计采用数字逻辑电路获取精确时间戳,并实现同步算法、晶振补偿算法和状态转移控制算法,利用晶振分频比微调减小晶振频率漂移对同步精度和稳定性的影响。仿真结果表明,该设计具有较高的同步精度,精度值可达10 ns。     

PTP网络非对称时延抖动修正算法设计与分析

为了改进PTPV2时间同步网络非对称时延抖动对主从时钟同步精度的影响,设计了传输报文的非对称时延抖动修正算法。基本思路是在主从时钟交换报文信息中,找出最佳报文用于从时钟的调整。采用两级过滤先进增强时间恢复算法,即使发生网络传输阻塞,也能筛选出未受阻塞的幸运报文用于时钟偏差估计。新算法能够很容易集成到PTPV2协议中,而不会影响基本的报文信息交换。实际测试结果表明,新设计的时间恢复算法,在普通交换机网络中,可有效抑制非对称时延抖动,主从时钟同步精度也可优于100ns。     

嵌入式设备的精确时钟同步技术的研究与实现

为解决工业以太网中嵌入式设备之间时钟同步能力不足的问题,提出了IEEE1588协议在嵌入式设备中的应用方案。基于STM32F207IG处理器和ucos-II操作系统软硬件平台,首先移植并修改LwIP协议使其兼容IEEE 1588协议,然后配置系统时间校准模式,将捕获的时间戳以增强型描述符的形式交于应用层进行时钟校正,采用频率漂移校正算法解决从时钟频率漂移的问题,使用秒脉冲信号测试时钟同步。实验测试表明,时钟同步精度约200 ns,满足了大部分工业以太网的需求。     

基于精密时间协议的时钟同步技术

IEEE 1588协议的精密时间协议提供了一种网络控制系统中主从时钟交换报文达到时钟精准同步的有效方法。基于精密时间协议,在网络驱动中对时戳进行采集和处理,采用最佳主时钟算法选取网络主时钟对从时钟进行同步,使用Java语言和C语言混合编程实现软件网络时钟同步,并采用Allan方差公式对时钟性能进行描述。     

半实物网络测试系统从时钟频率漂移影响分析

针对精确时钟协议(PTP)用于半实物网络仿真测试时难以实现精确系统同步的问题,研究从时钟频率漂移对PTP仿真系统同步性能的影响。建立了半实物网络环境下PTP系统模型和时钟模型,解析性推导出单向传输链路中Slave_n对主时钟的时延误差估计,得出从时钟模型时延误差表达式具有一致的加权结构,且各误差项都将累积并渗透到传输线路中,影响整个网络的同步精度。基于此,设计多种半实物网络仿真场景进行验证、分析和测试。仿真结果表明:单个从时钟频率漂移对系统同步精度影响甚微,但系统内从时钟均存在漂移或主时钟存在时间抖动的情况下,造成的同步误差是单个从时钟频率漂移时的10倍,会对系统同步精度产生严重的影响,研究成果能为半实物网络测试环境时钟部署策略提供重要参考。     

面向测量与控制的精确时间同步实现方法

IEEE1588协议的不同实现方法对时间同步精度具有重要影响。该文分析了PTP引擎模块体系结构,实现PTP协议状态机、最佳主时钟算法、时钟变量算法、本地时钟同步算法,优化PTP报文发送与接收的控制过程。测试表明,该精确时间同步实现方法可使同步精度达到10微秒级,能有效满足测量与控制领域对时间同步的高精确度要求。     

IEEE 1588v2基于透明时钟的误差分析与修正

针对时间同步过程中出现积聚性错误,导致同步精度降低的问题,通过对误差来源和透明时钟工作原理的分析,结合IEEE 1588v2时间同步协议的延时请求应答机制和对等延时机制,归纳了一整套基于透明时钟的频率补偿和误差修正方法。测试结果表明,经过频率和相位的双重调节,主从时钟的同步精度可以达到亚微秒级别,完全满足高精度同步系统的要求。     

Exploiting deterministic TPG for path delay testing

Detection of path delay faults requires two-pattern tests.BIST technique provides a low-cost test solution.This paper proposes an approach to designing a cost-effective deterministic test pattern generator(IPG) for path delay testing.Given a set of pre-generated test-pattern generator(TPG) for path delay testing.Given a set of pre-generated test-pairs with pre-determined fault coverage,a deterministic TPG is synthesized to apply the given test-pair set in a limited test time.To achieve this objective,configuable linear feedback shift register(LFSR)structures are used.Techniques are developed to synthesize such a TPG.which is used to generate an unordered deterministic test-pair set.The resulting TPG is very efficient in terms of hardware size and speed performance.SImulation of academic benchmark circuits has given good results when compared to alternative solutions.     

以太网在工业自动化领域的应用及研究

对现场总线作了简单的介绍 ,主要介绍了现场总线与以太网结合的应用 ,对工业以太网作了详细的阐述 ;并对将来工业自动化的发展作了展望。