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嵌入式高精度NTP网络时间服务器研究与实现
作 者: 王瑞清
导 师: 魏丰
学 校: 华中科技大学
专 业: 控制工程
关键词: 基于加法器的时钟 时间数字转换器 网络时间协议 守时 授时
分类号: TP393.05
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 47次
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内容摘要
随着计算机网络的快速发展,利用网络为用户提供时间服务的需求越来越多。现阶段使用最为广泛的网络时间协议为NTP(Network Time Protocol),普遍采用工控机作为NTP时间服务器的硬件平台,NTP时间服务器的时间来源由GPS(Global Positioning System)提供。这种方案存在成本高、体积大和易死机等缺点,而且当无法得到GPS授时服务时,NTP服务器无法为用户提供精确时间。为此,本文设计了一种带有守时功能的嵌入式NTP网络时间服务器的方案。在本方案设计中,设计了一种基于加法器ABC的守时方案,即使无法得到GPS授时服务时,也能维持高精度的守时功能,为NTP网络授时提供高精度的时间,还采用嵌入式系统作为NTP授时方案,这样不仅可以有效的解决死机现象和高成本问题,而且还可以采用外部中断方式标记NTP报文,提高NTP服务器的精度。针对本方案,完成了系统的整体设计并对相应的硬件进行选型,构建了测试平台。选用CPLD实现ABC逻辑电路;选用TDC进行高精度的时间间隔测量;选用LM3S8962微控制器开发NTP授时单元,该控制器集成了一个以太网控制器,开发简单,易实现网络通信协议。最后本文对整个设计进行了测试,选用初始频率准确度优于±2×10-9,日老化率为±0. 15×10-9高稳恒温OCXO晶振(额定频率为20MHz),在一次GPS校准后,本地守时单元的守时偏差可低至1.2ns/s。利用delphi开发工具开发了NTP客户端测试平台,分别对广播模式和客户端/服务器模式进行了测试,NTP授时精度可达毫秒级。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-14 1.1 论文背景 8-10 1.2 论文来源 10 1.3 国内外发展状况 10-12 1.4 论文的主要工作 12 1.5 论文结构 12-14 2 网络时间服务器的相关理论和技术 14-26 2.1 网络时间服务器开发平台的对比 14-15 2.2 NTP 协议工作原理 15-23 2.3 晶体振荡器的性能指标 23-25 2.4 本章小结 25-26 3 系统的方案选定 26-32 3.1 系统的整体方案 26 3.2 本地守时单元的方案选定 26-30 3.3 NTP 授时单元的方案选定 30-31 3.4 本章小结 31-32 4 系统硬软件的实现 32-50 4.1 系统整体结构 32-33 4.2 GPS 接收机选择 33-35 4.3 本地守时单元的实现 35-44 4.4 嵌入式NTP 网络授时单元的实现 44-49 4.5 系统的软件设计 49 4.6 本章小结 49-50 5 结果测试与分析 50-55 5.1 本地守时单元性能测试与分析 50-53 5.2 NTP 网络授时测试 53-54 5.3 本章小结 54-55 6 总结与展望 55-57 6.1 总结 55 6.2 展望 55-57 致谢 57-58 参考文献 58-60
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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