基于IEEE1588的多路可调同步时钟板设计与实现

为了进一步提高电力系统变电站分布式传感设备信号采集的同步性和时钟的同步精度,设计了一款时钟同步板,实现了软硬件结合的IEEE1588高精度时钟同步系统。时钟板采用卫星授时,为系统提供低抖动、高精度的同步时钟源。采用LS1012A作为主控制器,通过运行PTPdv2软件实现了本地时钟调节等算法。采用88E1512实现了SerDes接口硬件时间戳的标定,降低信号在传输过程中的延迟,提高了千兆以太网下时钟同步的精度。经过测试,该时钟板实现了优于±50 ns误差的时钟同步,为变电站的传感监测设备的同步时钟提供了解决方案。

基于ARM的IEEE1588精密时钟同步协议的实现

为了达到以太网纳秒级的时钟同步,概述了IEEE1588(网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议)的机理,对该算法实现纳秒级同步的方法进行细述,同时从工程实践的角度提出一种基于ARM的实现方法,软硬件结合实现IEEE1588协议,给出了实现方案和流程图,并给出相关的测试结果,证明其符合现代工业以太网应用对高精度时钟同步的要求。

基于NTP和IEEE1588海底观测网时间同步系统

为了实现深海海底观测网时间同步,针对海底观测网通信网络拓扑结构,提出基于网络时间协议(NTP)和IEEE1588协议的时间同步应用方案.介绍NTP和IEEE1588(PTP)协议时钟同步原理.设计岸基站、接驳盒层、观测仪器层进行时间同步的硬件结构.该系统以岸基站PTP主时钟接收到的GPS/北斗双参考源的卫星信号为时间源,解码输出NTP同步信号和PTP同步信号经由光纤以太网通过深海光电复合缆进行远程传输,利用各层时间同步装置获取精确时间.开展实验室环境下的时间同步监测实验.结果表明,PPS信号时间同步精度小于500ns,NTP时间同步精度小于400μs,PTP时间同步精度小于3μs.

基于IEEE1588的时钟同步算法软件实现

基于工业以太网通信技术,本文给出了一种精准时间协议的软件实现方法。它基于划分时隙的以太网确定性调度通信机制,有效地消除了以太网冲突的影响,并通过硬件定时、中断补偿等手段,大大提高了时钟同步的精度。经测试的结果表明,它可以达到亚微秒级的时钟抖动精度,满足大部分工业系统的要求。

基于IEEE1588标准的电力调度通信网络时钟同步

针对目前电力调度自动化系统基于GPS传统对时方法的缺陷,提出了基于IEEE1588(IEC61588)标准的新对时方案,并指出在调度自动化系统中的发展方向。研究结果表明,该方案精度高、经济、安全、可靠,为智能电网建设提供了技术支撑。

适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制

针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用该测试仪构成的闭环测试系统,可以实现数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议一致性测试。实际应用效果表明该测试仪能正确完成智能设备的IEEE1588协议实时闭环测试,可显著提高智能设备IEEE1588协议测试效率,确保智能设备IEEE1588协议实现的正确性和可靠性。

IEEE1588协议延时不对等问题的修正

IEEE1588同步协议在网络化测控系统中得到了广泛应用,其时钟同步精度直接影响测量仪器的准确度。详细分析了交换设备固有延时时间不对等和线路传输延时不对等问题对IEEE1588同步协议的影响,并针对性地提出了修正方法。采用能够记录报文时间戳的交换设备,修正了交换设备固有延时不对等引起的同步误差;测量线路传输延时时间差后,通过软件方法修正了线路传输延时不对等引起的同步误差;最后对从时钟频率进行了修正,提高了从时钟同步的稳定性。实验结果表明,所提出的修正方法行之有效,可将同步精度提高至50 ns。

IEEE1588精准时钟协议的IP设计

IEEE1588协议是一种应用于分布式测量和控制系统中的精准时钟协议,文章提出IEEE1588协议IP实现的设计架构,并详述了架构中最佳主时钟(BMC)以及时钟校准电路的设计原理和实现。通过模型仿真验证了该设计的正确性。

基于IEEE1588协议的高精度时钟同步系统设计与实现

纯软件方式实现的IEEE1588协议时间戳标记位置处于数据链路层,受网络传输延迟不确定性的影响,时钟同步精度大多局限在μs级别。为了进一步提高多测点信号采集的同步性,应用于分布式振动信号同步采集,提高时钟同步精度。设计了硬件与软件结合的IEEE15888精密时间协议的高精度时钟同步系统。系统采用卫星时钟作为授时时钟源,STM32F407作为主控芯片,利用STM32F407中集成的MAC内核实现开源代码PTPd中IEEE1588最佳主时钟、本地时钟调节等算法的运行;采用支持硬件时间戳的DP83640物理层芯片实现RMII接口物理层标记时间戳,进一步降低了信号在网络传输过程中发生的随机性延迟,提高了时间同步的精度。经过同步信号输出测试,该系统时钟同步误差优于±200 ns,达到设计要求,应用性能良好。

基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进

本文详细分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,并在此基础上给出一种改进的时间同步方法。该改进的时钟同步算法针对网络传输路径的不对称性引入加权因子,用一定时间窗内的主从时钟偏差样本的算术平均值而不是直接利用主从时钟偏差来调整从时钟,并根据算法的状态改变时间窗N的大小,同时利用方差阈值滤波的方法过滤跳变过大时钟偏差测量值,保证同步算法的稳定性。最后给出Alcatel-Lucent TSS5R系统在实验室的时间性能实验结果。实验结果表明TSS5R时钟同步具有稳定的性能,同步精度达到亚微秒级,可满足PTN产品高精度时钟同步的要求。

IEEE1588精确授时协议通用实现方案

时钟同步技术即将在以太网网络中广泛应用,而IEEE1588[1]协议实现的精确授时能够满足将来以太网对时钟的苛刻要求,具有极大的发展潜力。一种基于通用器件实现的IEEE1588方案在该文中提出,该方案基于通用MCU与FPGA实现,体系简单,具有很强的可做操作性与实现性,容易融合到定制的系统中,方便推广,能够广泛的应用于需要支持IEEE1588协议的设备中。

IEEE1588时钟同步在PTN网中的实现

详细分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,介绍了阿尔卡特朗讯TSS-5产品中实现IEEE1588时钟同步系统的方案,给出具体的硬件架构框图以及系统功能框图,最后列出TSS-5网元在实验室做的时间性能实验。实验结果表明TSS-5时钟同步具有稳定的性能,同步精度达到亚微秒级,可满足PTN产品高精度时钟同步的要求。

船舶综合电力系统同步测量的实现

通过比较各种时间同步协议的优缺点,提出基于IEEE1588协议实现船舶综合电力系统同步数据采集的方案。分析了IEEE1588协议的偏移测量和延迟测量原理,指出时间戳是影响同步精度的主要因素,并比较了在不同协议层获取时间戳的同步性能。给出了基于环形冗余工业以太网实现主、从时间同步的网络拓扑结构,并基于DP83640芯片设计了同步测量节点,实现了数据的同步采集与网络传输。设计过零检测实验并测试同步性能,同步精度低于1μs。结果表明,使用IEEE1588协议可以在不显著增加成本的基础上,为电力系统提供实时、高精度、严格同步的量测量,满足基于局域网的舰船电力系统监控和计算的需要。

面向交换式电力监测网的NTP同步精度提高方法

针对交换式电力监测网中NTP同步精度较低的问题,提出一种理论上可使同步精度提高到原来的17倍且不增加硬件的改进协议。SN-NTP利用了交换机的IEEE802.1p优先级调度功能,首先由NTP客户端向NTP服务器不间断地发送具有高优先级的短包,使所经路径被短包抢占,交换机中其他数据包处于等待状态;然后发送优先级高于短包的NTP请求包,使NTP请求包在传输路径上抢占短包优先权,从而使请求包在交换机中的最大等待时间变为原来的1/17,以此提高同步精度。基于船电监测网的SN-NTP协议性能试验显示,该方法可使同步精度提高到原来的15~24倍,与理论值基本吻合。

以太网精确时钟协议的研究与实现

分析了面向测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE1588标准,研究了通过以太网实现精确时钟协议的思想、原理和算法,以及数据包时间戳的生成方式;设计了精确时钟协议的具体实现方式,使用DP83640芯片,实现了以太网硬件辅助生成时间戳,分析了系统的原理、组成和功能;最后通过以太网搭建了测试系统,对不同的网络负载情况进行了主从时钟的同步精度测试;测试结果验证了通过以太网传输和同步时钟,能够容易达到微秒级的同步精度,能够满足系统对时钟精度的应用需求,也进一步拓宽了以太网的应用范围。

一种基于PTP协议的局域网高精度时钟同步方法

PTP协议是IEEE-1588中定义的一种精密时钟同步协议,广泛应用于分布式系统中。但当采用纯软件实现时,同步精度受到网卡的缓存效应、网络的平稳性和操作系统的进程调度等多种因素的影响,难以达到亚毫秒的精度。本文通过分析各种影响因素的特点,结合PTP协议时钟同步机制,提出了一种高精度时钟同步方法,通过采用握手机制以及对测量数据进行处理,有效减弱了各种因素的影响,并结合基于CPU定时器构造的高精度时钟,实现了亚毫秒精度的时钟同步。

分布式声学测量设备中精确时钟同步研究

为了解决分布式网络化测量不同传感器之间的时间同步问题,改变依赖全球卫星定位系统和高精度时钟源所带来的安全和成本问题,根据现有同步方式和分布式测量的同步需求,研究了简单网络时间协议等和IEEE1588精确时钟同步原理,基于测量的需求选择了IEEE1588。由于该协议未提供时钟漂移的补偿方法,为了解决频率补偿问题,提出了一种简单可靠的时钟频率偏移计算补偿方法,实验验证了该方案能够满足工业噪声与振动的测量要求。

EPA时间同步测试方法与实现技术

根据简单网络时间协议(SNTP)和IEEE1588精密时间协议的同步原理,研究了EPA协议中时间同步的测试方法与实现;提出了测试EPA时间同步的方法和系统结构;设计了EPA时间同步的测试流程,开发了EPA时间同步的测试平台。通过实际应用,证明这种测试方法能够准确地测试被测设备的时间同步精度是否符合EPA标准。

嵌入式Linux下时钟同步系统的分析与实现

在对IEEE 1588网络精确时钟同步协议(PTP)详细分析的基础上,分析了相应的时钟同步模型和最佳主时钟选择算法。针对嵌入式L inux操作系统环境,具体设计了包括PTP协议引擎模块、PTP接收控制模块、PTP发送控制模块等主要模块的时钟同步模型,给出了相应的实现方案。实验结果较好地满足了时间同步的要求。

数字地震仪精确时间同步的实现方法

数字地震仪要求布置在数十平方公里测网中的数万个采集站,在同一时刻启动AD转换,同步开始采集地震数据,其相互之间的时差应小于几十微秒。如何实现这种精确的时间同步是研究数字地震仪的主要任务之一。文章详细讨论了在交叉线方向和测线方向同步控制的方法和原理。