基于FPGA的高精度时间基准的校准方法研究

发布时间：2020-12-25 17:55

　　随着通信和物联网技术高速发展,使有关的应用对时间精度的要求不断的提高,特别是车联网与通信网络设备。车联网概念首次在上海世博会由通用汽车提出,指的是车与车、车与路、车与人、车与传感器之间的交互,实现信息的共享,建立起动态的移动通信系统。车联网为了能发挥出色的性能,对于系统内各个节点间的时间同步精度要求不断提高,但传统的NTP网络时间同步协议已经无法满足要求了。而在通信领域中,通信网络设备需要在目标身上进行控制操作和采集相关信息,并进行集中处理与传递。这样使得数据量变得越来越大,所以百兆以太网已经难以满足对数据传输的要求。IEEE802.1AS是一种精密时钟同步协议标准,并且可以运用在千兆以太网接口中。此标准采用gPTP协议,精度可达到亚微秒级。本文分析了IEEE802.1AS协议标准,研究了软硬时间戳对时间同步性能的影响,详细的分析了时间戳模块与RTC（实时时钟）模块的设计思路。在时间戳模块中,针对软件层时间戳会导致时间同步有很大的误差的问题,继而提出了硬件时间戳的解决办法,并开发了IP核作为硬件支持。在实时时钟模块中,针对时钟源的不稳定性和主从晶振会存在偏差的问题上提出了数字锁相环和频... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激励信号仿真波形

第三章 时间戳模块的设计与仿真35图3.10 报文的 SFD 检测仿真图由仿真图 3.10 可知：当到达报文的第七个字节处，也就是经过七个时钟后，此时的 Rtc_time_in 为 80'h6e2e，而图中显示 Rtc_timestamp 寄存器中，也为80'h6e2e，两者相等。说明在报文的 SFD 处已经标记了硬件时间戳，完成了其基本功能。3) 最后对报文解析的功能进行验证，主要观察是否能识别出来 gPTP 类型的报文。图3.11 gPTP 类型报文检测仿真图图3

gPTP事件报文检测仿真图

【参考文献】：
期刊论文
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[4]一种大容量异步FIFO的设计与实现[J]. 司岚山,吴海宏,王勇,孙锋.  微电子学. 2013(03)
[5]基于DP83640硬件辅助的IEEE1588研究及实现[J]. 王康,胡永辉,何在民.  时间频率学报. 2011(01)
[6]基于ARM9的嵌入式linux系统移植[J]. 李胜琴,许岩.  中国科技信息. 2011(07)
[7]基于硬件时间戳的IEEE1588时间同步技术的一种实现方法[J]. 楚鹰军,陈国辉.  现代传输. 2011(01)
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硕士论文
[1]基于FPGA的IEEE1588时钟同步系统的实现[D]. 赵博群.大连理工大学 2015
[2]基于STM32F407的IEEE1588从时钟设计与实现[D]. 唐雪松.大连理工大学 2014
[3]基于FPGA的电力系统GPS/北斗时间同步装置[D]. 姚利红.山东大学 2013
[4]基于FPGA的IEEE1588 IP核开发[D]. 戚明珠.山东大学 2012
[5]基于嵌入式Linux驱动程序的研究与设计[D]. 曹颖鹏.西安电子科技大学 2010
[6]基于IEEE802.3标准的以太网数据帧格式的封装实现[D]. 郭晓宇.北京交通大学 2008



本文编号：2938124