本文關(guān)鍵詞：便攜式NTP測試儀設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展,國防、經(jīng)濟、工業(yè)、通信、電力等各個領域?qū)r間的精度、準確度要求越來越高,網(wǎng)絡授時已成為時間傳遞的重要手段。其中,網(wǎng)絡時間服務器在網(wǎng)絡授時中扮演重要角色。然而,新生產(chǎn)的NTP時間服務器必須用NTP測試儀經(jīng)過嚴格測試、標定后才能投放市場。此外,一般NTP服務器需要長時間的工作,一些因素可能會造成服務器的性能指標降低,影響其授時精度,從而需要NTP測試儀對服務器進行定期檢測。傳統(tǒng)的NTP測試儀體積大、功耗高、不利于攜帶,為了能夠滿足電力、電信、軍事演習等野外作業(yè)環(huán)境。所以,需要開發(fā)一款便攜式NTP測試儀,使其能夠方便攜帶、運行穩(wěn)定、適用各種環(huán)境,同時能對NTP時間服務器的授時準確度進行有效的檢測。本文提出了ARM+FPGA組合系統(tǒng)的架構(gòu)設計方案,主要以ARM微處理器為核心,FPGA為協(xié)處理器,包含GPS/BDS授時模塊、網(wǎng)絡控制器模塊、RS232串口、LCD觸摸屏等外設,利用嵌入式技術(shù),采用模塊化設計思想進行系統(tǒng)開發(fā)。解決了異構(gòu)處理器間數(shù)據(jù)的高速并行通信、高精度本地鐘在硬件中的實現(xiàn)、NTP時間戳的精確記錄、網(wǎng)絡通信、人機交互等多項難點問題。本文主要研究內(nèi)容及工作包含以下幾個方面:(1)介紹NTP時間服務器授時原理,重點介紹NTP協(xié)議、客戶機/服務器工作模型,以及開發(fā)過程中一些相關(guān)技術(shù)。(2)介紹便攜式NTP測試儀的硬件設計方案,詳細闡述ARM、FPGA對各項事務的分工處理、異構(gòu)處理器間的數(shù)據(jù)通信,并完成了原理圖和PCB板的設計、硬件電路調(diào)試等工作。(3)介紹便攜式NTP測試儀的軟件設計方案,重點介紹了uC/OS-II實時操作系統(tǒng)的移植,以及人機交互模塊、本地時鐘模塊、網(wǎng)絡任務模塊、數(shù)據(jù)處理模塊等系統(tǒng)軟件各模塊的工作流程,完成了系統(tǒng)軟件各任務模塊的開發(fā)、調(diào)試工作。(4)設計了相關(guān)的實驗對便攜式NTP測試儀的性能指標進行對比測試,利用現(xiàn)有的Time-Acc007時間綜合測試儀與本系統(tǒng)進行性能的對比測試,并最終得到本系統(tǒng)的性能指標優(yōu)于2μs的測量精度。
【關(guān)鍵詞】：便攜式 NTP測試儀 ARM FPGA GPS/BDS
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(國家授時中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB939
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內(nèi)容17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排17-19
• 2 NTP概述及相關(guān)技術(shù)19-27
• 2.1 NTP協(xié)議介紹19-23
• 2.1.1 NTP授時原理20-21
• 2.1.2 NTP工作模式21
• 2.1.3 NTP報文格式21-23
• 2.2 時間源介紹23-24
• 2.3 μC/OS-II操作系統(tǒng)介紹24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 3 系統(tǒng)總體設計27-31
• 3.1 系統(tǒng)需求分析27-28
• 3.1.1 功能需求27-28
• 3.1.2 性能需求28
• 3.2 系統(tǒng)設計方案28-29
• 3.3 系統(tǒng)工作原理29-31
• 4 系統(tǒng)硬件設計31-53
• 4.1 板級系統(tǒng)31-32
• 4.2 芯片級系統(tǒng)32-33
• 4.3 系統(tǒng)單元器件模塊選取33-50
• 4.3.1 CPU最小系統(tǒng)33-39
• 4.3.2 本地鐘39-42
• 4.3.3 時鐘源42-44
• 4.3.4 網(wǎng)絡單元44-47
• 4.3.5 存儲器單元47-48
• 4.3.6 人機交互單元48-50
• 4.4 PCB板50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 5 系統(tǒng)軟件設計53-69
• 5.1 μC/OS-II操作系統(tǒng)53-57
• 5.1.1 μC/OS-II移植53-55
• 5.1.2 任務間通信55-57
• 5.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)57-67
• 5.2.1 人機交互模塊59-60
• 5.2.2 本地時鐘模塊60-63
• 5.2.3 網(wǎng)絡任務模塊63-65
• 5.2.4 數(shù)據(jù)處理模塊65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 6 實驗測試69-75
• 6.1 測試設備69
• 6.2 測試環(huán)境69
• 6.3 測試方法69-70
• 6.4 數(shù)據(jù)處理方法70
• 6.5 實驗結(jié)果70-73
• 6.5.1 比對實驗一70-72
• 6.5.2 比對實驗二72-73
• 6.6 實驗結(jié)論73-75
• 7 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75
• 7.2 展望75-77
• 參考文獻77-79
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果79

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  本文關(guān)鍵詞：便攜式NTP測試儀設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：319705