隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,利用網(wǎng)絡(luò)為用戶提供時間服務(wù)的需求越來越多�，F(xiàn)階段使用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議為NTP(Network Time Protocol),普遍采用工控機作為NTP時間服務(wù)器的硬件平臺,NTP時間服務(wù)器的時間來源由GPS(Global Positioning System)提供。這種方案存在成本高、體積大和易死機等缺點,而且當(dāng)無法得到GPS授時服務(wù)時,NTP服務(wù)器無法為用戶提供精確時間。為此,本文設(shè)計了一種帶有守時功能的嵌入式NTP網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器的方案。 在本方案設(shè)計中,設(shè)計了一種基于加法器ABC的守時方案,即使無法得到GPS授時服務(wù)時,也能維持高精度的守時功能,為NTP網(wǎng)絡(luò)授時提供高精度的時間,還采用嵌入式系統(tǒng)作為NTP授時方案,這樣不僅可以有效的解決死機現(xiàn)象和高成本問題,而且還可以采用外部中斷方式標(biāo)記NTP報文,提高NTP服務(wù)器的精度。針對本方案,完成了系統(tǒng)的整體設(shè)計并對相應(yīng)的硬件進(jìn)行選型,構(gòu)建了測試平臺。選用CPLD實現(xiàn)ABC邏輯電路;選用TDC進(jìn)行高精度的時間間隔測量;選用LM3S8962微控制器開發(fā)NTP授時單元,該控制器集成了一個以太網(wǎng)控制器,開發(fā)簡單,易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。 最后本文對整個設(shè)計進(jìn)行了測試,選用初始頻率準(zhǔn)確度優(yōu)于±2×10~(-9),日老化率為±0. 15×10~(-9)高穩(wěn)恒溫OCXO晶振(額定頻率為20MHz),在一次GPS校準(zhǔn)后,本地守時單元的守時偏差可低至1.2ns/s。利用delphi開發(fā)工具開發(fā)了NTP客戶端測試平臺,分別對廣播模式和客戶端/服務(wù)器模式進(jìn)行了測試,NTP授時精度可達(dá)毫秒級。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP368.1;TP393.05
【部分圖文】：

圖 2-1 時鐘同步的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)據(jù)時間的精度和重要性，一般從 0-15 分為 16 個級別成階梯式的架構(gòu)相互連接。其中 0 級的級別最高，的降低。其中 0 級設(shè)備是 UTC 時間的標(biāo)準(zhǔn)參考源，最個級別的設(shè)備可以扮演幾個角色，例如第五層設(shè)備，于第六層設(shè)備為服務(wù)器，而且每一層的設(shè)備有很多個們每個人所使用的 PC 機都是可以通過互聯(lián)網(wǎng)向上一，實現(xiàn)時間同步。TP 的工作模式備可以采用多種 NTP 工作模式進(jìn)行時間同步，其中包模式，廣播模式和組播模式。用戶可以根據(jù)需要選擇務(wù)器或?qū)Φ润w IP 地址、網(wǎng)絡(luò)中需要同步的設(shè)備很多等

圖 2-2 客戶端/服務(wù)器模式動對等體和被動對等體之間首先交互的 NTP 報文。之后，主動對等體向被字段設(shè)置為 1(主動對等體)，被動對等送應(yīng)答報文，報文中的 Mode 字段模式建立起來。主動對等體和被動對步，則以層數(shù)小的時鐘為準(zhǔn)[6]。播地址 255.255.255.255 發(fā)送時間同客戶端首次監(jiān)聽到廣播信號后，服務(wù)ode 字段為 3(客戶端模式)的報文信

統(tǒng)的整體方案是由本地守時單元和 NTP 授時單元構(gòu)成，本地守時單元為元提供高精度時間，NTP 授時單元為局域網(wǎng)中的設(shè)備提供時間服務(wù)。本體方案進(jìn)行了說明，然后對本地守時單元方案的選定和設(shè)計進(jìn)行了著重說述了 NTP 授時單元的方案。統(tǒng)的整體方案據(jù)設(shè)計要求，我們要設(shè)計一個局域網(wǎng)內(nèi)使用的NTP服務(wù)器，故可以認(rèn)為該為一級服務(wù)器，它的時間來源只能由外部的時鐘(例如：GPS 授時服務(wù)，供。如圖 3-1 所示，本設(shè)計是由 NTP 授時單元和本地守時單元兩部分構(gòu)成TP 授時單元的作用是為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供時間服務(wù)，本地守時單元的作 授時單元提供精確時間。
【引證文獻(xiàn)】

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1 黎磊;城市軌道交通時間同步子系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];蘭州交通大學(xué);2013年

本文編號：2868972