【摘 要】
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工业现场总线的规模日益庞大,各节点的智能化越来越高,由此产生的节点间高精度的同步与准确协作的需求日益凸显,成为亟待解决的问题之一。在这样的条件下,“网络测量和控制系
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工业现场总线的规模日益庞大,各节点的智能化越来越高,由此产生的节点间高精度的同步与准确协作的需求日益凸显,成为亟待解决的问题之一。在这样的条件下,“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”简称IEEE1588协议便应运而生。采用此协议的网络时钟源也成为新一代时钟源的标志。本文的工作是研发基于IEEE1588协议的高精度时钟源,并且主要侧重于软件方面的研究。本文的研究对象是于2008年7月通过审核正式发布的IEEE1588协议第二版标准,主要研究了以下内容:首先,本文比较IEEE1588协议第一、二版标准的差异,目的是为了在时钟源中实现两个版本的兼容。接着,本文深入研究了IEEE1588协议中定义的最佳主钟算法,这个算法的主要目的是使网络时钟同步系统从众多的时钟节点中自动选取得到唯一的主时钟,并且确定每个时钟节点的各个端口所处的状态。最后,网络时钟同步系统的主时钟选举出来后,其它的时钟节点就可以通过网络传送的时钟报文同步于此主时钟。因此,本文接下来的工作就是实现时钟报文的收发以及管理。完成了上述三方面的工作后,实现了在FPGA设计的硬件平台上构建了一个基于Nios II嵌入式处理器的PTP时钟节点内部软件的基础框架,为后续的完善优化工作奠定坚实基础。时钟节点在高精度硬件标记单元以及本地时钟单元的支持下,实现了高精度的网络时钟同步的目标。
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