随着科学技术的不断发展,分布式系统在自动化、测控等领域的使用越来越广泛,而时间同步技术是分布式系统中的一项核心技术,时间同步的精度直接决定了整个分布式系统的性能。特别是随着工业自动化、军事与航空航天等行业的快速发展,对时间同步精度提出了更高的标准。IEEE 1588时间同步协议（称为PTP）可以满足目前较多行业对时间同步精度的要求,因此本文选择IEEE1588协议中高精度网络时间同步方法作为研究对象,并研制了一套时间同步系统。该时间同步系统的核心功能由FPGA完成,为今后的研究与探索提供一定的参考价值。本文的主要工作内容包括如下三个方面:第一、首先阐述了时间同步技术的研究背景和意义,探索了国内外的发展现状,接着研究了IEEE1588协议的总体结构、同步模型、同步原理与同步算法等内容,并分析了影响时间同步精度的因素。第二、在研究IEEE1588协议的基础上,设计了一套基于FPGA的时间同步系统,重点论述了系统中各核心模块的设计过程,包括主时钟产生模块、从时钟产生模块、数据包协议帧模块、MAC/PHY接口模块、数据捕获模块、系统控制模块和延迟模块等。并针对此系统中晶振的不稳定性等因素设计了一个自适应频率补偿算法模块,提高了时间同步精度。最后通过ISE和Modelsim软件对各核心模块进行仿真验证,并得出各个模块的仿真波形,对其进行分析,确定其可行性。第三、确定各模块的可行性之后,采用两块独立的XC6SLX16FPGA开发平台,建立了一个硬件验证系统,通过两块FPGA开发平台进行主从时钟数据传输,对所研制的时间同步系统进行验证测试。利用Chipscope对数据进行观测和采集,观察整个系统的工作状态,并记录在设置不同时钟频率偏移下主时钟和从时钟的同步情况。实验结果表明,设计的时间同步系统工作稳定,通过自适应频率补偿算法处理后使得时间同步精度更高,在设置不同时钟频率偏移的情况下,精度为80ns左右,达到了亚微秒级。通过软件仿真和硬件实验表明,课题所研制的时间同步系统基本实现了IEEE1588协议对时间同步的要求,并且有较高的精确度和稳定性。该研究成果对于通信、工业自动化等重要领域都具有非常重要的意义,应用前景十分广阔。