基于时间触发以太网的AS6802时间同步协议的设计与实现

摘要

随着分布式系统的发展，系统中设备之间数据交互的实时性、可靠性以及高安全性需求更加迫切，使得以太网技术无法适用于相应的业务领域。时间触发以太网将时间触发技术的实时性、确定性与传统以太网的优势相结合，有效地解决了传统以太网无法满足高实时性、可靠性需求的弊端，被广泛应用于航天航空、工业控制等具有高实时性、高安全性需求的领域。由于时间触发以太网的实时性和确定性是以高精度的全局同步时钟为基础的，因此精确时间同步是时间触发以太网技术研究的基础，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。 2011年颁布的开放标准AS6802定义了一种确定性、高容错和无阻塞通信的同步技术。在研究开放标准AS6802协议标准和现有以太网时间同步方案后，本文首先采用FPGA+ARM的软硬件协同设计平台，自主设计和实现了集成三种功能单元的时间同步单元，并详细描述了FPGA实现的各个同步单元中各功能模块的设计；然后，在ModelSim仿真环境中对各主要模块进行了功能仿真；最后，在千兆以太网环境中对此系统进行实测，同步精度优于20纳秒。由于使用FPGA实现的接收和发送模块代替了现有以太网时间同步方案中的MAC IP核，因此本系统对于以太网帧数据的接收与发送更加灵活，减少了MAC IP核引入的动态时延，使得同步精度更高，并具有成本低、便于移植的特点。

目录

第一个书签之前