IEEE1588時(shí)鐘同步技術(shù)在分布式系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)在分布式工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的缺點(diǎn)也制約著以太網(wǎng)在工控領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。在傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采樣周期能夠達(dá)到秒級(jí)或者毫秒級(jí)已經(jīng)滿足要求，但是隨著系統(tǒng)分布化程度越來(lái)越高、系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，用戶對(duì)分布式系統(tǒng)的同步精確度要求也越來(lái)越高，例如機(jī)械精加工、飛機(jī)測(cè)控系統(tǒng)等往往要求達(dá)到微秒級(jí)的時(shí)鐘同步。可是由于以太網(wǎng)自身機(jī)制等影響以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性的問(wèn)題并沒(méi)有得到根本的解決，仍舊不能滿

2、足快速系統(tǒng)的同步要求，而IEEE1588協(xié)議的出現(xiàn)則很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。
　　 本文對(duì)分布式系統(tǒng)中主從時(shí)鐘不能夠?qū)崿F(xiàn)同步的原因進(jìn)行了分析，深入研究了使用IEEE1588網(wǎng)絡(luò)精確時(shí)鐘同步協(xié)議解決分布式系統(tǒng)中主從設(shè)備時(shí)鐘無(wú)法同步問(wèn)題的方法。在對(duì)IEEE1588協(xié)議時(shí)鐘同步原理仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上，還對(duì)相應(yīng)的時(shí)鐘同步模型和最佳主時(shí)鐘算法及基于Linux的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題進(jìn)行了分析。同時(shí)通過(guò)對(duì)時(shí)鐘同步算法和時(shí)鐘同步過(guò)程的分析計(jì)算出了主從

3、設(shè)備的時(shí)間偏移和報(bào)文傳輸過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)延遲，實(shí)現(xiàn)了本地時(shí)鐘的同步校準(zhǔn)。
　　 本文還對(duì)嵌入式LinuX操作系統(tǒng)進(jìn)行了研究，搭建了時(shí)鐘同步系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。同時(shí)根據(jù)時(shí)鐘同步過(guò)程和時(shí)鐘校正機(jī)制設(shè)計(jì)了時(shí)鐘同步的軟件程序和硬件電路。實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘同步算法、最佳主時(shí)鐘算法和系統(tǒng)對(duì)PTP報(bào)文傳輸?shù)目刂啤Ｔ诒疚牡淖詈髮?duì)時(shí)鐘同步的結(jié)果進(jìn)行了測(cè)試，說(shuō)明同步結(jié)果達(dá)到了10μs同步。
　　 本課題為下一步將IEEE1588大規(guī)模應(yīng)用到分布式工業(yè)控制系