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IEEE1588协议分析与实现研究

作　者: 邹崎
导　师: 魏丰
学　校: 华中科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: IEEE1588协议时钟同步协议比对最佳主钟算法报文收发
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 160次
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内容摘要

工业现场总线的规模日益庞大,各节点的智能化越来越高,由此产生的节点间高精度的同步与准确协作的需求日益凸显,成为亟待解决的问题之一。在这样的条件下,“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”简称IEEE1588协议便应运而生。采用此协议的网络时钟源也成为新一代时钟源的标志。本文的工作是研发基于IEEE1588协议的高精度时钟源,并且主要侧重于软件方面的研究。本文的研究对象是于2008年7月通过审核正式发布的IEEE1588协议第二版标准,主要研究了以下内容:首先,本文比较IEEE1588协议第一、二版标准的差异,目的是为了在时钟源中实现两个版本的兼容。接着,本文深入研究了IEEE1588协议中定义的最佳主钟算法,这个算法的主要目的是使网络时钟同步系统从众多的时钟节点中自动选取得到唯一的主时钟,并且确定每个时钟节点的各个端口所处的状态。最后,网络时钟同步系统的主时钟选举出来后,其它的时钟节点就可以通过网络传送的时钟报文同步于此主时钟。因此,本文接下来的工作就是实现时钟报文的收发以及管理。完成了上述三方面的工作后,实现了在FPGA设计的硬件平台上构建了一个基于Nios II嵌入式处理器的PTP时钟节点内部软件的基础框架,为后续的完善优化工作奠定坚实基础。时钟节点在高精度硬件标记单元以及本地时钟单元的支持下,实现了高精度的网络时钟同步的目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 国内外发展概况  10-11
  1.3 课题来源  11-12
  1.4 论文结构  12-13
2 精确时间同步协议两版的比对分析  13-24
  2.1 透明时钟  13-17
  2.2 报文格式的精简  17-22
  2.3 报文发送速率  22-23
  2.4 传输机制  23-24
3 最佳主钟算法的研究和实现  24-38
  3.1 最佳主钟算法的相关概念  24-26
  3.2 最佳主时钟算法的分析  26-32
  3.3 时钟状态改变机制  32-38
4 时钟节点软件基础框架的实现  38-51
  4.1 时钟节点软件基础框架简介  38
  4.2 开源MAC 软核  38-42
  4.3 基础功能的软件实现  42-44
  4.4 时钟报文收发的实现  44-51
5 测试与分析  51-57
  5.1 时钟报文发送的测试与分析  51-53
  5.2 时钟报文接收的测试与分析  53-55
  5.3 整体测试  55-57
6 总结与展望  57-59
  6.1 课题总结  57-58
  6.2 课题展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

IEEE1588协议分析与实现研究

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