基于IEEE 1588終端設(shè)備設(shè)計.pdf

1、目前，投入生產(chǎn)的電力系統(tǒng)的時鐘大多由GPS時鐘源提供，僅僅采用GPS作為時鐘源，存在一定的安全隱患，并且GPS裝置、設(shè)備的大量使用，不能統(tǒng)一管理，造成資源的利用率下降。IEEE1588作為一種網(wǎng)絡(luò)時間同步協(xié)議，它解決了GPS時鐘同步帶來的一些問題，并且以較高精度和較低的開銷受到人們的青睞。該協(xié)議優(yōu)點不僅在于較低的成本，而且不需要操作系統(tǒng)干預(yù)，有較強的適用性。
　　本文首先對IEEE1588協(xié)議進行介紹，研究PTP系統(tǒng)的組成架構(gòu)、相

2、應(yīng)的工作機制以及實現(xiàn)IEEE1588協(xié)議所用的關(guān)鍵算法。其次，在分析已有研究成果的基礎(chǔ)上，硬件部分采用當前主流“ARM+PHY”加蓋硬件時間戳的方法，設(shè)計完成相應(yīng)的終端平臺。軟件設(shè)計部分，給出整體的軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵算法的實現(xiàn)，確保IEEE1588協(xié)議的成功運行。
　　本文主要完成嵌入式硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。硬件系統(tǒng)設(shè)計包括主控制器設(shè)計、PHY設(shè)計以及外圍電路模塊的設(shè)計，采用“STM32F407+DP83640”架構(gòu)，STM3

3、2F407作為主控制器，負責IEEE1588協(xié)議狀態(tài)機、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和底層驅(qū)動的運行，DP83640負責校準本地時鐘和標記PTP報文硬件時間戳，并實現(xiàn)對同步以太網(wǎng)模式的支持。軟件系統(tǒng)部分，實現(xiàn)確保協(xié)議運行的PTP狀態(tài)機和最佳主時鐘算法;設(shè)計實現(xiàn)了“GPS+1588”同步模式，減少僅依靠GPS作為時鐘源帶來的不利影響;搭建嵌入式Web服務(wù)器，實現(xiàn)對硬件終端設(shè)備狀態(tài)的遠端監(jiān)視;驗證協(xié)議基于IEEE802.3映射模式下的可行性，提高報文傳輸?shù)撵`