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基于嵌入式Linux的IEEE1588协议的分析与实现

发布时间:2018-02-15 10:53

  本文关键词: 时间同步 IEEE1588 最佳主时钟算法 时间戳 出处:《山东大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:中文摘要 随着变电站的数字化建设,分布式系统应用渐成趋势。各个分布系统之间的时间同步需要由一个精度高、成本低、简单易用的时间同步系统来完成。而且变电站对时间同步的精度要求越来越高,现有的网络对时技术如SNTP(Simple Network Time Protocol)等己难以满足这些要求。IEEE1588精确时钟协议能有效地解决高精度时间同步的问题。使用该技术可以在不增加网络负荷的情况下,实现各个分布单元的时间精确同步。如果采用硬件电路的辅助,时间同步精度最高可以达到亚微秒级,完全能满足变电站对时间同步的要求。 本文详细分析了IEEE1588协议的系统组成、时钟同步模型、时钟同步原理、最佳主时钟算法以及协议引擎状态机,并给出了时间戳的标记方案,为时间同步系统的设计与实现奠定了基础。 本文给山了时钟同步系统的软件设计方案,实现了主控模块、报文管理模块以及最佳主时钟算法模块。本文还阐述了“ARM9+FPGA+MAC+PHY"的硬件设计方案。其中,ARM9作为微处理器负责IEEE1588协议的运行。FPGA负责检测MAC和PHY之间MII接口上的时间报文,生成时间戳和校准本地时钟。在嵌入式Linux环境下完成IEEE1588时间同步系统的软件开发和FPGA与DM9000设备驱动程序的开发,并把整个系统移植到ARM920T平台上,包括Bootloader、Linux内核、文件系统以及IEEE1588应用程序。最后对最佳主时钟算法和时间同步进行测试,给出测试结果并进行分析。
[Abstract]:Chinese abstract. With the digital construction of substation, the application of distributed system is becoming a trend. The time synchronization between each distributed system needs a high precision, low cost, Simple and easy to use time synchronization system to complete. And substation time synchronization accuracy requirements are higher and higher, Existing network timing technologies such as SNTP(Simple Network Time protocol can not meet these requirements. IEEE 1588 precise clock protocol can effectively solve the problem of high precision time synchronization. With the aid of hardware circuit, the precision of time synchronization can reach sub-microsecond level, which can meet the requirement of substation time synchronization. In this paper, the system composition, clock synchronization model, clock synchronization principle, optimal master clock algorithm and protocol engine state machine of IEEE1588 protocol are analyzed in detail, and the marking scheme of timestamp is given. It lays a foundation for the design and implementation of time synchronization system. In this paper, the software design scheme of clock synchronization system is given, and the main control module is realized. This paper also describes the hardware design of "ARM9 FPGA MAC PHY", in which ARM9 is responsible for the running of IEEE1588 protocol as a microprocessor .FPGA is responsible for detecting the time message on the MII interface between MAC and PHY. The software development of IEEE1588 time synchronization system and the development of FPGA and DM9000 device driver are completed under the embedded Linux environment, and the whole system is transplanted to ARM920T platform, including Bootload FPGA kernel. Finally, the optimal master clock algorithm and time synchronization are tested, and the test results are given and analyzed.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP368.1;TP316.81

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王康;胡永辉;马红皎;;基于IEEE1588的智能变电站时钟同步技术[J];电力科学与技术学报;2011年03期

2 杨淑媚;王凯;;基于承载网的IEEE1588时间同步能力分析验证[J];电讯技术;2011年04期

3 杨传顺;彦廷江;;IEEE1588协议在网络测控系统中的应用[J];电讯技术;2011年11期

4 同江;蔡远文;解维奇;杨立志;;IEEE1588精确时钟同步技术[J];导弹与航天运载技术;2010年04期

5 桂本p,

本文编号:1513100


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