基于ieee1588协议的航电以太网时钟同步系统的研究与实现

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1、学校代码：＿ｉ〇２＾１ｆＳ：＝Ｓｚｉｉ＾ｗＵＤＣ：—巡进—感－学号：１２３１２６－＇－？：遺遍索勺ｐｌｆ聲；滅！工程硕±学位论文基于ＩＥ比１５８８协议的航电兴太网时钟同步系统的研究与实现研究生姓名；梁狡导师姓名：杨鹏副教授黄海林富工申请学位类别工程硕±学位授予单位东南大学工程领域名称软件工程论文答辩日期２０巧年０９月１６日研究方向软件工程学位授予日期２０巧年月日答辩委员会主席吉迭评阅人２０１５年０９月日ＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡ

2、ＴＩＯＮ－ＥＴＨＥＲＮＥＯＦＡＶＩＯＮＩＣＳ了ＣＬＯＣＫＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭＢＡＳＥＤＯＮＩＥＥＥ１５８８ＡＴｈ的ｉｓＳｕｂｍ化ｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＬＩＡＮＧＪｉａｏＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＡ＾ｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＹＡＮＧＩｅｎｇａｎｄＳｅｎ－ｉｏｒＥｎｉｎｅｅｒＨＵＡＮＧＨａｉｌｉｎｇＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｉｎ

3、ｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中将别加！＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用一过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名；讓名日期：—リ东南大学学位论文使用巧权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家围书馆

4、有权保留本人所送交学位论文的。复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。Ｓ研究生签名：导师签名：柄雌日期：心Ｉ．ＩＩ摘要摘要随着航电系统网络化的发展，航电太网ＴＴＥ化ｅｍｅｔ技术的研究和应用备受关注。一ＴＴＥｔｈｅｍｅｔ是基于Ｌ：ｉｌ太网的通信网络技术，建立统、高精度的Ｗ太网时钟同步系统为基础，来解决航电系统中仪器设备之间的

5、同步问题。在此背景下，论文设计并实现了基于正ＥＥ１５８８协议（ＰＴＰ）的Ｗ太网时钟同步系统原型。论文的研究内容包括Ｗ下几方面！（１）基于圧ＥＥ１５８８协议的时钟同步误差分析与补偉。通过深入研究圧ＥＥ１５８８协议定义的时钟模型、报文类型及时钟同步原理，分析了影响时钟同步精度的因素，并提出了基于圧ＥＥ１５８８协议的时钟同步误差补偿方法，包括ＰＴＰ报文时间戳误差补偿、交换设备时延测量和从时钟调节策略等，该方法可有效提高时钟同步精度。（２）基于正ＥＥ１５８８协议的ＰＴＰ时钟节点设计与实现。ＰＴＰ时钟节点是太网时钟同步系统的核

6、也姐成部分，ＷＣ语言编写的开源ＰＴＰｄ代码包为基础，运行在Ｌｉｎｕｘ操作系统上。考虑到ＰＴＰｄ代码包是圧ＥＥ１５８８协议的纯软件实现ｉｎｕｘ，它利用Ｌ内核标准函数获取系统时钟为报文加盖软时戳，同步精度只能达到ｍｓ量级。因此，本文通过一ＥＥＰＨＹ芯：采用硬件辅助实现圧１５８８协议，进步提高了时钟同步性能，主要选用片ＤＰ８３６４０加盖硬件时戳，并结合对上层ＰＴＰｄ代码的改写扩展来获取硬件时戳和调节硬件时钟，不但将同步精度提高到＾１５级，而且保持了协议的完整性。（３）基于圧ＥＥ１５８８协议的Ｗ太网时钟同步系统原型测试。论文搭建了测试环

7、境，由主从ＰＴＰ时钟节点通过Ｗ太网连接组成时钟同步系统原型，原型测试主要针对时钟同步精度进行测试。通过对比主从时钟节点输出的１ＰＰＳ触发信号测试同步精度，实验结果表明时钟同步精度可达到Ｓ＾ｉ级，相比于软时戳方式，基于硬件时戳的同步精度提高了３个量级，达到了论文的预期目标。论文的研究成果为基于Ｗ太网的航电系统高精度时钟同步提供了可行的参考方案。关键词：时钟同步１５８８８３６４０：店ＥＥ协化航电太网；硬件时间戳；ＤＰＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆａｖｉｏｎｉｃｓｓｓｔｅ

8、ｍｍｕｃｈａｔｔｉｈ化ｂｅｅｎａｉｄ化ｔｈ