基于IEEE1588v2二層交換機的研究與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在分布式測量系統(tǒng)中,尤其是電力系統(tǒng),時間同步技術具有非常重要的研究意義。2002年提出的IEEE 1588標準解決了分布式系統(tǒng)中的部分時間同步問題。為進一步提高時鐘同步技術的精度,2008年,IEEE 1588v2標準正式發(fā)布。
  在報文轉發(fā)過程中,報文不僅在網(wǎng)絡鏈路中會產(chǎn)生鏈路延遲,而且在網(wǎng)絡設備(如交換機、路由器等)中進行轉發(fā)時也會產(chǎn)生相應的駐留延遲。交換設備內部的駐留延遲會導致時間同步過程中出現(xiàn)積聚性錯誤,而IEEE158

2、8v1標準沒有提出合適的解決方法。為解決這一問題,IEEE 1588v2標準中增加了透明時鐘模型,提高了分布式系統(tǒng)中主從時鐘的同步精度。
  本文首先闡述了IEEE 1588v2標準,研究國內外對標準以及對具備透明時鐘功能交換機的應用現(xiàn)狀;然后,對透明時鐘的模型和工作流程進行了深入分析;最后,根據(jù)IEEE 1588v2標準中對透明時鐘的要求以及交換機的基本功能,提出了具備透明時鐘功能二層交換機的設計方案。本文采用“CPU+Swit

3、ch”設計方案,將系統(tǒng)劃分為以STM32F407VGT6為控制核心的主控模塊與以88E6220為交換中心的交換模塊兩大模塊。
  本文提出了一個基于IEEE 1588v2標準的二層交換機的解決方案。在完成普通報文正常轉發(fā)的基礎上,交換機具有處理PTP(Precision Time Protocol)報文的功能,并且支持IEEE 1588v2標準中透明時鐘的功能。IEEE1588標準之所以能提高時鐘同步的精度,其關鍵就是提出在PHY

4、層對PTP報文添加硬件時間戳。傳統(tǒng)的解決方案多采用DP83640芯片或者現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)來獲取硬件時間戳,但是對于交換機而言,這兩種解決方案都增加了設計復雜度。
  本系統(tǒng)直接采用支持IEEE 1588v2標準的交換控制芯片與CPU相互通信,完成透明時鐘功能。其中,交換芯片的內嵌PHY層對PTP報文進行監(jiān)聽、解析,并將PTP報文到達與離開的時間信息上傳給CPU

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