發(fā)布時(shí)間：2017-04-06 18:15

  本文關(guān)鍵詞：基于IEEE1588協(xié)議的航電以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,航電以太網(wǎng)TTEthernet技術(shù)的研究和應(yīng)用備受關(guān)注。TTEthernet是基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以建立統(tǒng)一、高精度的以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)為基礎(chǔ),來解決航電系統(tǒng)中儀器設(shè)備之間的同步問題。在此背景下,論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于IEEE 1588協(xié)議(PTP)的以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)原型。論文的研究內(nèi)容包括以下幾方面：(1)基于IEEE 1588協(xié)議的時(shí)鐘同步誤差分析與補(bǔ)償。通過深入研究IEEE 1588協(xié)議定義的時(shí)鐘模型、報(bào)文類型及時(shí)鐘同步原理,分析了影響時(shí)鐘同步精度的因素,并提出了基于IEEE 1588協(xié)議的時(shí)鐘同步誤差補(bǔ)償方法,包括PTP報(bào)文時(shí)間戳誤差補(bǔ)償、交換設(shè)備時(shí)延測量和從時(shí)鐘調(diào)節(jié)策略等,該方法可有效提高時(shí)鐘同步精度。(2)基于IEEE 1588協(xié)議的PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)是以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)的核心組成部分,以C語言編寫的開源PTPd代碼包為基礎(chǔ),運(yùn)行在Linux操作系統(tǒng)上�？紤]到PTPd代碼包是IEEE 1588協(xié)議的純軟件實(shí)現(xiàn),它利用Linux 內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)獲取系統(tǒng)時(shí)鐘為報(bào)文加蓋軟時(shí)戳,同步精度只能達(dá)到ms量級(jí)。因此,本文通過采用硬件輔助實(shí)現(xiàn)IEEE 1588協(xié)議,進(jìn)一步提高了時(shí)鐘同步性能,主要選用PHY芯片DP83640加蓋硬件時(shí)戳,并結(jié)合對(duì)上層PTPd代碼的改寫擴(kuò)展來獲取硬件時(shí)戳和調(diào)節(jié)硬件時(shí)鐘,不但將同步精度提高到μs級(jí),而且保持了協(xié)議的完整性。(3)基于IEEE 1588協(xié)議的以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)原型測試。論文搭建了測試環(huán)境,由主從PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)通過以太網(wǎng)連接組成時(shí)鐘同步系統(tǒng)原型,原型測試主要針對(duì)時(shí)鐘同步精度進(jìn)行測試。通過對(duì)比主從時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)輸出的1PPS觸發(fā)信號(hào)測試同步精度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明時(shí)鐘同步精度可達(dá)到μs級(jí),相比于軟時(shí)戳方式,基于硬件時(shí)戳的同步精度提高了3個(gè)量級(jí),達(dá)到了論文的預(yù)期目標(biāo)。論文的研究成果為基于以太網(wǎng)的航電系統(tǒng)高精度時(shí)鐘同步提供了可行的參考方案。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)鐘同步 IEEE 1588協(xié)議 航電以太網(wǎng) 硬件時(shí)間戳 DP83640
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V243;TP393.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 主要英文縮略語對(duì)照表8-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 引言12
• 1.2 課題研究背景和意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文研究目的和研究內(nèi)容16
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 航電以太網(wǎng)時(shí)鐘同步技術(shù)及IEEE 1588協(xié)議17-32
• 2.1 航電以太網(wǎng)時(shí)鐘同步技術(shù)17-20
• 2.2 IEEE 1588協(xié)議20-30
• 2.2.1 PTP時(shí)鐘模型20-23
• 2.2.2 主從同步關(guān)系23-24
• 2.2.3 PTP報(bào)文24-28
• 2.2.4 時(shí)鐘同步原理28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第三章 基于IEEE 1588協(xié)議的時(shí)鐘同步誤差分析及補(bǔ)償32-44
• 3.1 時(shí)鐘同步精度的影響因素32-33
• 3.2 基于IEEE 1588協(xié)議的時(shí)鐘同步誤差分析及補(bǔ)償33-42
• 3.2.1 PTP報(bào)文時(shí)間戳誤差補(bǔ)償方法33-37
• 3.2.2 交換設(shè)備延遲測量與修正方案37-41
• 3.2.3 從時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)內(nèi)置硬件時(shí)鐘的調(diào)節(jié)方案41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于IEEE 1588協(xié)議的時(shí)鐘同步裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)44-66
• 4.1 PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的整體設(shè)計(jì)44-48
• 4.1.1 PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44-46
• 4.1.2 PTP時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的硬件實(shí)現(xiàn)方案46-47
• 4.1.3 PHY芯片DP83640功能的實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.2 E2E透明時(shí)鐘的整體設(shè)計(jì)48-53
• 4.2.1 E2E透明時(shí)鐘的工作流程48-49
• 4.2.2 E2E透明時(shí)鐘的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.3 非一體化解決方案50-51
• 4.2.4 DP83640芯片的同步以太網(wǎng)模式51-53
• 4.3 基于開源PTPd代碼包的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-65
• 4.3.1 PTPd應(yīng)用程序功能模塊劃分及實(shí)現(xiàn)53-61
• 4.3.2 PTPd代碼改寫及擴(kuò)展61-62
• 4.3.3 PTPd與DP83640的接口設(shè)計(jì)62-64
• 4.3.4 PTPd與PCF8583接口設(shè)計(jì)64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 基于IEEE 1588協(xié)議的以太網(wǎng)時(shí)鐘同步系統(tǒng)原型測試66-76
• 5.1 時(shí)鐘同步過程驗(yàn)證66-68
• 5.2 時(shí)鐘同步精度測試平臺(tái)搭建68-69
• 5.3 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果分析69-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)76-77
• 6.1 論文工作總結(jié)76
• 6.2 進(jìn)一步工作76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-79

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6 馬v浽

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