千兆以太网ieee 1588协议的实现

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1、硕士学位论文千兆以太网IEEE1588协议的实现AMETHODFORIMPLEMENTINGIEEE1588WITHTHE1000METHERNETINTERFACE赵东兴哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TP393.1学校代码：10213国际图书分类号：681.3密级：公开工学硕士学位论文千兆以太网IEEE1588协议的实现硕士研究生赵东兴：导师张毅刚教授：申请学位工学硕士：学科仪器科学与技术：所在单位自动化测试与：控制系答辩日期20：16年7月授予学位单位哈尔滨工业大学：ClassifiedIndex:TP393

2、.1U.D.C.:681.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAMETHODFORIMPLEMENTINGIEEE1588WITHTHE1000METHERNETINTERFACECandidate：ZhaoDongxingSupervisor：Prof.ZhangYigangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentationScienceandTechnologyAffiliation

3、：DepartmentofAutomaticTestandControlDateofDefence：June,1st2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着网络技术的蓬勃发展，以太网以其协议通用性、远距离传输、灵活的网络拓扑以及不断发展的网络带宽等诸多优势，被广泛应用到测试领域。网络化自动测试系统主要针对分布式测试任务，与以太网普通应用相比，需实现控制操作的精确性和采集数据的时序关联性。IEEE1588协议标

4、准是网络化自动测试系统中实现测试设备及测试数据精密同步的重要方式。随着被测目标的测试复杂度和测试内容的持续增长，百兆以太网已很难适应系统对数据传输的需求，千兆以太网接口已成为未来网络化测试设备的重要形式。本文在总结当前主流的PTP（PrecisionTimeProtocol）硬件支持方式的基础上，以XilinxZynq-7000SOC作为硬件设计平台，深入分析比较了基于该硬件平台的三种PTP硬件支持方案，以通用性和可扩展性为主要考量因素，设计了一种基于PL（ProgrammableLogic）自研IP核实现千兆以太网下IEEE

5、1588协议的方案框架。本方案为搭建网络通信链路，设计了基于FMC接口的千兆以太网PHY硬件电路和屏蔽底层影响的速率选择与数据优化IP核，并开发相应的通信测试工程测试了PHY与PS（ProcessingSystem）之间的通信功能。为完成PTP硬件支持，本方案在可编程逻辑器件中设计可配置实时时钟和时间戳模块，为上层设计提供了完备的时钟调节接口，完成IEEE1588实现亚微秒级同步精度所需的硬件支持，不要求在通信链路中配备支持硬件时间戳功能的PHY或MAC器件。上层设计采用在Linux操作系统中移植并优化PTPd开源软件并开发I

6、P核设备驱动程序实现IEEE1588状态机和硬件时间戳获取功能，本方案可以直接移植到包含可编程逻辑器件和支持Linux的微处理器的仪器控制架构中。在本方案的测试中，利用主从时钟输出秒脉冲信号（PPS），精确测试网络节点设备的时钟同步精度，本文从功能性和应用性两方面对本方案同步精度进行测试，分析设备时钟频率偏移、分布时钟节点数、交换机转发次数以及网络背景流量对同步精度的影响，验证了在经多次交换机转发并存在一定背景流量下的网络化测试系统中保持各网络节点设备亚微秒级同步精度的可行性。关键词：网络化测试；PTP；IEEE1588；网络

7、时钟同步-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractNowadays,withtherapiddevelopmentofnetworktechnology,Ethernethasbeenwidelyappliedtothetestfieldforitsuniversalprotocols,long-distancetransmission,flexiblenetworktopologiesandgrowingnetworkbandwidth.Networkedmeasurementsystemsthatmainlyfo

8、rdistributedtestsystemsneedtoaddressthereal-timecontrolanddatareliabilityconcernscomparetothecommonEthernetapplications.IEEE1588(IEEEStand