IEEE 1588协议在工业以太网中的实现

为满足电力等分布式测控系统对时钟同步的高精度要求,采用TI公司支持IEEE 1588协议的Cortex-M3核ARM芯片作为微处理器,设计并实现一种基于中断优先级的前/后台框架的精密时钟网络服务器。由于选用轻量级TCP/IP协议栈(LwIP)和简化同步协议设计底层通信软件,能减轻处理器负担,实时性能得到改善。测试实验结果表明,该设备同步精度高、稳定性好、成本低,具有较好的应用前景。

IEEE1588精确时间协议的研究与应用

为了解决TD-SCDMA系统中无线基站NodeB与无线网络控制器RNC之间的时间同步技术问题,改变全球定位系统作为惟一解决方案的现状,研究了IEEE1588V1及IEEE1588V2技术原理,综合比较了已有的网络时间协议NTP、简单网络时间协议SNTP等时间同步技术,结果表明,IEEE1588具有更高时间同步精度,符合TD-SCDMA系统时间同步精度要求。根据目前电信网络体系,设计了基于现有网络并结合IEEE1588技术的组网方案。

IEEE-1588协议时钟同步报文的精确时间标记方法研究

采用专用硬件在物理层标记(time stamping)时钟同步报文发出和到达的时刻是实现高精度网络时钟同步的基础。本文分析了IEEE-1588协议中Sync和Delay_Req报文的数据帧结构,提出了一种在以太网物理层(PHY)和MAC层之间的介质无关接口(MII)处检测同步报文的策略和实现精确时间标记的方案。并根据此方案采用Altera公司的CycloneⅠ系列FPGA芯片EP1C12Q240研制了相关的测试平台。在此平台上对10Mbps以太网环境中的时间标记精度进行了初步实测,标记精度优于500nS。

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。

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。

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。

IEEE1588协议在网络测控系统中的应用

在基于网络的测量与控制系统中,对分散节点间的时钟同步有很高的要求。IEEE 1588标准的精确时钟协议为测控系统的时钟同步提供了一种简单可行的途径。分析了精确时钟协议实现的原理和算法,针对测控系统中对时钟同步精度的需求,研究了系统内选择最优主时钟的算法和实现,以及硬件辅助检测时间戳的方法和应用。最后以以太网为例,对设计的方法进行了精度测试,验证了在测控系统中应用精确时钟同步协议能够满足系统的应用需求。

基于IEEE 1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现

设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级。该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中。

LXI总线IEEE 1588协议的研究及应用

IEEE 1588协议用于局域网的时钟同步和传输延迟测量,是LXI总线的关键。通过LM3S8962在LwIP网络协议栈上运行PTPD实现了IEEE 1588协议,阐述了IEEE 1588协议的作用和工作原理,介绍了协议的特点及实现方法,分析了LM3S8962实现协议的优势,设计了网络接口,在网络协议栈上实现了网络时钟同步功能并进行验证测试,应用于LXI总线的仪器设计中。实验结果表明设计合理、功能正确。

IEEE 1588精确时间同步协议浅析

本文研究了IEEE 1588精确时间同步协议的基本原理、核心算法和技术特点。该协议主要解决传统网络时间同步技术精度不高和安全性差等问题。相比已有的基于网络时间协议(NTP)或GPS的时间同步技术,基于IEEE 1588协议的时间同步技术具有很高的精确性、安全性和可控性,能够较好地满足通信网同步、电力系统、工业控制、高精密测量等应用领域的时间同步要求。

IEEE 802.22标准的MAC层协议分析

介绍了IEEE 802.22(WRAN,无线区域网)标准提出的背景和进展情况,对IEEE 802.22草案中的MAC(媒体接入控制)层技术进行了描述,介绍并分析了WRAN系统对授权用户的检测和WRAN系统的自共存机制等方面的内容,说明了WRAN未来的研究方向并展望了其市场应用前景。

基于CORTEX-M3的IEEE 1588协议的实现

随着基于以太网技术在分布式系统的广泛应用,分布式系统时钟同步问题迫切的需要解决。文章提出了基于Cortex-M3的微控制器LM3S8962的IEEE 1588时钟同步协议的实现方案,介绍了LM3S8962芯片硬件时间戳的生成和IEEE 1588从时钟的实现,并分析了影响时钟同步精度的因素。并最终利用LM3S8962硬件平台,实现了IEEE 1588协议。测试结果表明,利用M3芯片内部对IEEE 1588协议硬件支持的功能,可以达到系统高精度的时间同步要求。

IEEE 802.15.4标准化协议在ATmega平台上的设计与实现

在基于ATmega的自主设计的硬件平台上,设计并实现了国际标准协议IEEE 802.15.4.在该标准协议的设计和实现中,采用了有限状态机的思想,把标准协议中节点分成了若干状态,状态和状态之间通过触发条件转变,对于IEEE 802.15.4协议,触发条件就是收到不同的帧和上层的相关命令,利用有限状态机思想能有效地把复杂的逻辑处理分离开来,提高了协议的可扩展性.为了能延长节点的生命,提高协议的灵活度,设计并实现了一种基于自适应CAP和CFP的调节和管理方法.实践应用结果表明,该方法有效延长了节点生命,并适合某些特定的上层应用,对IEEE 802.15.4协议的应用研究具有一定意义.

基于IEEE 1588协议的网络时钟同步系统

提出一种基于IEEE1588协议和卫星授时的局域网内时间同步方案,将FC3180微控制器作为设备的核心控制单元,结合相应的硬件单元实现IEEE1588协议,将通过授时模块获取的卫星上的时间作为基准时间.IEEE1588将此基准时间分布到局域网中,并将各个从时钟设备的时间同步到基准时间源上.实验结果表明,该方案能够实现亚微秒级别的时间同步精度,达到了IEEE1588协议规定的精度,能够满足大部分应用系统对时间同步的要求,具有一定的应用价值.

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。

无线传感网络环境下IEEE 1588协议的仿真实现

仿真实验评估IEEE 1588精密时钟同步协议(PTP)在无线传感器网络环境下的同步性能,对开展真实环境下的开发和应用具有较强的现实意义.本文实现了无线传感器网络节点各层、偏移时钟以及PTP协议的仿真;基于不同的时间标记模块,实现了硬件时间标记、软件时间标记以及时间标记不确定性的仿真;对PTP时间同步过程、仿真结果和影响PTP性能的因素进行了评估和分析.

基于IEEE1588协议的PTP网络授时监测技术实现

精确时间协议(Precision Time Protocol,PTP)网络授时服务已经渗入到了社会生活的各个方面,为国家经济建设和国防建设提供了强有力的支持。PTP授时是基于IEEE1588协议的高精度网络授时技术,在PTP网络授时服务应用过程中,由于网络环境复杂多变,导致PTP授时精度产生恶化,实现对PTP授时精度监测成为了一项迫切需求。在分析PTP网络授时监测技术原理的基础上实现了PTP网络授时监测功能,并通过实验进行了验证,获取了监测数据,满足工程应用要求。

基于IEEE 1588协议的分布式数据采集系统

为了提高光纤安防系统的误报率,需要同步采集多个监测节点的数据。基于同步采集需求,设计并实现了一种基于PXI总线数据监测系统。系统采用多节点分布式布局方式搭建了监控网,并通过IEEE 1588协议实现各监测节点数据的同步采集,以及将各监控节点采集的数据通过GPRS网络传送到监控中心。实验证明,系统可实现纳秒级同步,有效解决了多分布点同步采集数据的难点,为后续的算法优化创造了有利条件。

IEEE1588v2高精度时钟同步协议的总体设计与实现

随着网络技术的发展,音频传输逐渐网络化,为保证音频数据传输的实时性,对异步的以太网提出了高精度的时间同步要求。而IEEE1588标准定义的PTP(Precision Time Protocol)协议正是为实现高精度时钟同步而制定的。本文系统地介绍了IEEE1588v2(第二版本的PTP协议)的原理,并从软件实现的角度给出了IEEE1588v2的总体设计。

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。