基于IEEE 802.1AS的时间同步技术研究

发布时间：2023-03-03 20:51

　　目前随着智能网联汽车技术的火热发展,传统的车载网络CAN、LIN及FlexRay总线等己无法满足高级驾驶辅助系统(ADAS)、汽车网联化等新技术对车载网络带宽的要求,因此具有开放、高速,且易于与其他电子系统或者设备集成的车载以太网技术应运而生。但以太网在通信实时性方面较为欠缺,针对实时性能要求较高的车载网络主干等应用场合,还需进行深入的开发研究。目前美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)已经对原有的以太网音视频桥接技术(Ethernet Audio/Video Bridging,EAVB)进行扩展并成立时间敏感网络(Time Sensitive Network,TSN)工作小组,专门对车载以太网进行全面开发。本文从通信时间同步角度出发,重点研究IEEE 802.1AS的精确定时技术。主要研究内容包括:1.针对时间感知系统的时间同步过程,深入解析了IEEE 802.1AS精确时钟协议,对时间同步技术进行了研究。对协议中基于时间感知系统的网络架构等关键概念进行了阐述。给出了时间同步模型并对其进...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 车载网络发展及研究意义
    1.2 以太网技术简述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 车载网络的国内外研究现状
        1.3.2 时间同步的国内外研究现状
    1.4 课题研究目的与意义
    1.5 主要研究内容
第2章 IEEE 802.1AS时间同步机制研究及优化
    2.1 时间感知网络架构
    2.2 时间同步架构
        2.2.1 gPTP报文
        2.2.2 时钟感知系统结构模型
    2.3 时间感知系统时间同步模型构建
        2.3.1 端口角色定义
        2.3.2 主从拓扑结构定义
        2.3.3 时间同步数据结构体
        2.3.4 协议状态机流程构建
    2.4 时间同步机制及优化
        2.4.1 路径传播延时测量方法
        2.4.2 路径传播延时测量优化
        2.4.3 频率测量机制优化
        2.4.4 主时钟选择域
        2.4.5 时间同步信息传输
    2.5 时间精度补偿方法
        2.5.1 路径补偿模型
        2.5.2 时间戳修正模型
    2.6 本章小结
第3章 基于时间感知系统的最佳主时钟选择算法
    3.1 最佳主时钟算法概述
    3.2 BMCA数据信息
        3.2.1 时间感知系统相关数据集
        3.2.2 系统属性定义
    3.3 路径信息定义
    3.4 BMCA状态机设计
        3.4.1 状态机思想简述
        3.4.2 端口报文接收状态机设计
        3.4.3 端口报文信息处理状态机设计
        3.4.4 端口角色选择状态机设计
        3.4.5 端口报文传输状态机设计
        3.4.6 报文中断设置状态机设计
    3.5 本章小结
第4章 系统测试平台搭建
    4.1 时间同步仿真环境搭建
        4.1.1 CANoe软件简述
        4.1.2 时间感知系统数据文件设计
        4.1.3 系统测试方案设计
    4.2 时间感知系统物理节点开发
        4.2.1 物理节点硬件选择方案
        4.2.2 物理节点软件设计
    4.3 网络时钟的影响因素分析
    4.4 本章小结
第5章 功能试验与分析
    5.1 时间同步仿真测试
    5.2 嵌入式系统集成测试
    5.3 通信系统测试结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
附录B 信号采集板原理图
致谢



本文编号：3753087