多处理器的时钟同步技术的研究与实现
发布时间：2021-08-21 07:50
飞机挂架检测系统是通过完成对飞机挂架测试和控制来检测并分析其质量与性能的系统。传统采用单处理器测试方法对飞机挂架系统进行分析,由于该方法只采用一个处理器处理信号,所以系统的效率和精度低,无法满足目前检测系统的复杂度和精度要求。针对此问题,本课题将多处理器并行处理的方法应用于检测系统,处理器间采用以太网进行通信,每个处理器都有自己的时间基准,为了给飞机挂架系统提供一个精确的时钟信号,就需要对各个处理器进行时钟同步,本课题的目的就是设计一种方法解决各个处理器的同步问题。本课题分析了目前各种时钟同步方法的优缺点,深入研究IEEE 1588时钟同步协议的原理,分析了误差产生的原因,最后设计了一种时钟同步方法,该方法的措施有：采用延时较小的集线器作为网桥设备；应用“时分复用”技术控制网络流量和在媒体独立接口层（MⅡ）打时间戳以提高打时间戳的精度。然后搭建了一个实验平台,并在该平台上实现了多个处理器的时钟同步工作,同步精度小于0.01ms。这个时钟同步方法的创新点是时钟同步硬件部分采用单片机来代替传统的FPGA,完成报文传递过程中的打时间戳和为设备提供精确频率可调时钟的功能。该方法与FPGA方案相...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目背景
1.2 时钟同步技术的发展现状
1.2.1 国内时钟同步技术的现状
1.2.2 国外时钟同步技术的现状
1.3 本课题研究的目的和意义
2 时钟同步算法的研究
2.1 IEEE 1588协议基本原理
2.2 时钟同步方案的设计
2.2.1 网桥设备的选择
2.2.2 打时间戳位置的选择
2.3 本章小结
3 验证平台整体方案的设计
3.1 总体方案
3.2 硬件总体设计
3.3 软件总体设计方案
3.3.1 硬件调试部分
3.3.2 引导程序和操作系统
3.3.3 时钟同步验证程序
3.4 本章小结
4 系统硬件的设计
4.1 硬件选型
4.1.1 最小系统
4.1.2 处理器
4.1.3 存储单元
4.1.4 网络部分
4.2 硬件电路设计
4.2.1 电源部分电路
4.2.2 存储器部分电路
4.2.3 复位电路
4.2.4 时钟电路
4.2.5 网口部分
4.2.6 串口部分
4.2.7 打时间戳和计时模块
4.3 硬件电路板检测流程
4.3.1 测试方法
4.3.2 测试流程
4.4 硬件电路板调试心得
4.5 本章小结
5 驱动软件的设计
5.1 开发环境的搭建
5.2 打时间戳和计时模块的软件实现
5.3 系统启动代码
5.3.2 顶层目录下的Makefile
5.3.3 开发板配置头文件
5.3.4 编译结果
5.3.5 U-Boot工具
5.3.6 U-Boot工作原理分析
5.3.7 U-Boot的移植
5.4 Linux内核移植、裁减
5.4.1 Linux内核移植
5.4.2 Linux内核裁减
5.5 驱动程序的设计
5.5.1 ICD仿真程序设计
5.5.2 linux下驱动研究与编写
5.6 本章小结
6 测试方案的设计与实现
6.1 测试方案的设计
6.2 测试方案的实现
7 结论
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
攻读硕士发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]IEEE 1588在分布式发电系统保护采样值同步中的应用[J]. 杨乘胜,唐立军. 华电技术. 2009(07)
[2]IEEE 1588精确时间同步协议的应用方案[J]. 于鹏飞,喻强,邓辉,鲍兴川,马媛媛,郭经红. 电力系统自动化. 2009(13)
[3]IEEE 1588-协议中时钟同步性能的影响因素以及时间戳的生成方式分析[J]. 陈永标,方兴其,岑宗浩. 微型电脑应用. 2009(04)
[4]基于CAN总线的时钟同步机制研究[J]. 张彦军,刘靖宇,郭廓. 控制工程. 2006(S1)
[5]IEEE1588高精度同步算法的研究和实现[J]. 桂本烜,刘锦华. 电光与控制. 2006(05)
[6]IEEE1588的高精度时间同步算法的分析与实现[J]. 桂本烜,冯冬芹,褚健,金建祥. 工业仪表与自动化装置. 2006(04)
[7]精确时钟同步系统原理及在民航空管系统中的应用探讨[J]. 潘跃晨,赵诚琪. 微型电脑应用. 2006(07)
[8]网络时间同步分析[J]. 杨晓谙,周春晖. 计算机时代. 2006(05)
[9]网络控制系统研究综述[J]. 王子君,许维胜,王中杰,吴启迪. 自动化仪表. 2005(10)
[10]分布式远程运动控制研究[J]. 任峻,李仁发. 计算机工程与科学. 2005(09)
博士论文
[1]网络控制系统中延时机理及状态预估控制方法的研究[D]. 梁涛.河北工业大学 2007
[2]网络化控制系统在电力系统中的应用研究[D]. 何飞跃.华中科技大学 2006
[3]基于交换式以太网的网络控制系统研究[D]. 胡晓娅.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]分布式试飞测试系统总线研究与软件设计[D]. 陈广.电子科技大学 2007
[2]基于地面软件的分布式试飞测试总线验证系统[D]. 刘丹.电子科技大学 2007
[3]分布式试飞测试系统总线及验证系统的设计与实现[D]. 刘光伦.电子科技大学 2007
本文编号：3355191
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目背景
1.2 时钟同步技术的发展现状
1.2.1 国内时钟同步技术的现状
1.2.2 国外时钟同步技术的现状
1.3 本课题研究的目的和意义
2 时钟同步算法的研究
2.1 IEEE 1588协议基本原理
2.2 时钟同步方案的设计
2.2.1 网桥设备的选择
2.2.2 打时间戳位置的选择
2.3 本章小结
3 验证平台整体方案的设计
3.1 总体方案
3.2 硬件总体设计
3.3 软件总体设计方案
3.3.1 硬件调试部分
3.3.2 引导程序和操作系统
3.3.3 时钟同步验证程序
3.4 本章小结
4 系统硬件的设计
4.1 硬件选型
4.1.1 最小系统
4.1.2 处理器
4.1.3 存储单元
4.1.4 网络部分
4.2 硬件电路设计
4.2.1 电源部分电路
4.2.2 存储器部分电路
4.2.3 复位电路
4.2.4 时钟电路
4.2.5 网口部分
4.2.6 串口部分
4.2.7 打时间戳和计时模块
4.3 硬件电路板检测流程
4.3.1 测试方法
4.3.2 测试流程
4.4 硬件电路板调试心得
4.5 本章小结
5 驱动软件的设计
5.1 开发环境的搭建
5.2 打时间戳和计时模块的软件实现
5.3 系统启动代码
5.3.2 顶层目录下的Makefile
5.3.3 开发板配置头文件
5.3.4 编译结果
5.3.5 U-Boot工具
5.3.6 U-Boot工作原理分析
5.3.7 U-Boot的移植
5.4 Linux内核移植、裁减
5.4.1 Linux内核移植
5.4.2 Linux内核裁减
5.5 驱动程序的设计
5.5.1 ICD仿真程序设计
5.5.2 linux下驱动研究与编写
5.6 本章小结
6 测试方案的设计与实现
6.1 测试方案的设计
6.2 测试方案的实现
7 结论
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
攻读硕士发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]IEEE 1588在分布式发电系统保护采样值同步中的应用[J]. 杨乘胜,唐立军. 华电技术. 2009(07)
[2]IEEE 1588精确时间同步协议的应用方案[J]. 于鹏飞,喻强,邓辉,鲍兴川,马媛媛,郭经红. 电力系统自动化. 2009(13)
[3]IEEE 1588-协议中时钟同步性能的影响因素以及时间戳的生成方式分析[J]. 陈永标,方兴其,岑宗浩. 微型电脑应用. 2009(04)
[4]基于CAN总线的时钟同步机制研究[J]. 张彦军,刘靖宇,郭廓. 控制工程. 2006(S1)
[5]IEEE1588高精度同步算法的研究和实现[J]. 桂本烜,刘锦华. 电光与控制. 2006(05)
[6]IEEE1588的高精度时间同步算法的分析与实现[J]. 桂本烜,冯冬芹,褚健,金建祥. 工业仪表与自动化装置. 2006(04)
[7]精确时钟同步系统原理及在民航空管系统中的应用探讨[J]. 潘跃晨,赵诚琪. 微型电脑应用. 2006(07)
[8]网络时间同步分析[J]. 杨晓谙,周春晖. 计算机时代. 2006(05)
[9]网络控制系统研究综述[J]. 王子君,许维胜,王中杰,吴启迪. 自动化仪表. 2005(10)
[10]分布式远程运动控制研究[J]. 任峻,李仁发. 计算机工程与科学. 2005(09)
博士论文
[1]网络控制系统中延时机理及状态预估控制方法的研究[D]. 梁涛.河北工业大学 2007
[2]网络化控制系统在电力系统中的应用研究[D]. 何飞跃.华中科技大学 2006
[3]基于交换式以太网的网络控制系统研究[D]. 胡晓娅.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]分布式试飞测试系统总线研究与软件设计[D]. 陈广.电子科技大学 2007
[2]基于地面软件的分布式试飞测试总线验证系统[D]. 刘丹.电子科技大学 2007
[3]分布式试飞测试系统总线及验证系统的设计与实现[D]. 刘光伦.电子科技大学 2007
本文编号：3355191
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