ieee1588最佳主时钟算法的分析与实现

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1、万方数据2008年第2期仪表技术·29·IEEE1588最佳主时钟算法的分析与实现戴宝峰‘，崔少辉1，常健2(1．军械工程学院，河北石家庄050003；2．63988部队，山西晋城048000)摘要：针对IEEEl588的最佳主时钟算法(BMC)进行了研究与分析，并在此基础上设计实现了最佳主时钟算法。关键词：IEEEl588；最佳主时钟算法；精密定时协议中围分类号：TM930文献标识码：A文章编号：1006—2394f2008)02一0029一03ImplementationandAnaIysisofBestMasterClockAlgorithmofIEEEl588DAIBao．fen

2、91，CUIShao—hui1，CHANGJian2(1．0rdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China；2．63988UnitofPLA，Jincheng048000，Chin8)Abstract：Inthispaper，thedesignandimplementofthebestmasterclock(BMC)algorithmofIEEEl588arean-alvzedindetajl．Keywords：IEEEl588；bestmasterclockalgorithm(BMC)；PTPl最佳主时钟算法fBMC)的相关概念在I

3、EEEl588体系中，PTP(PrecisionTimeProto-c01)时钟的端口状态被分为PTP-INITIALlZING，PTP—MASTER，PTP～SLAVE，PTP—DIsABLED等9种状态，而BMC算法的目的就是为了计算出每个时钟端口的状态，从而确立网络中的最佳主时钟，以便于时钟之间的时间同步。BMC算法本身是由两部分组成的：·状态决定算法：用来计算每个时钟端口的状态。·数据集比较算法：用来计算两个相关时钟端口数据集的二进制关系。而这两种算法进行计算所需要的信息主要来自两部分：时钟端口的默认数据集D。和时钟端口接收到的Sync报文中包含的信息。在这里我们使用IEEEl5

4、88标准的设定，假设某一具有J、r个PrI’P时钟端口的时钟C。的默认数据集为D。，则BMC算法计算时钟状态所需要的信息具体为：_时钟的默认数据集D。；一时钟端口r的E蛔．数据集；·Ⅳ个时钟端口的Ek。。数据集。其中，数据集E№．。是通过数据集比较算法计算和r端口相连的来自不同时钟端口的有效Syne报文所包含的信息得到的。而数据集E。。则是通过数据集比较算法选择Ⅳ个端口中最好的E蛔，，作为时钟c。的信息更新来源。在这里，E小。和E啪所包含的信息主要是指，Sync报文中所携带的超主时钟(grandmaster，GM)的相关信息，如GMuuID，GMStratum，cMIdentifier等

5、。2时钟的状态改变机制由于在IEEEl588的初始化状态下，网络中各时钟节点的数据状态保持的是系统的默认状态或上一次系统关闭时的状态，因此在初始化状态下确立的主时钟是系统默认的主时钟或系统的上一次运行时确立的主时钟。但是在实际系统运行过程中，会出现网络中节点数目和网络拓扑结构的变化，以及网络中各时钟自身的状态变化等各种状况，使得网络的状态经常发生变化，这也就必然导致网络中各节点时钟状态的变化和最佳主时钟的变化。因此，在网络节点之间进行时间同步的同时，节点的时钟状态也必然随之不断的变化。在IEEEl588体系中，状态改变机制STATE—CHANGE—EVENT是时钟节点通过BMC算法利用时

6、钟接收到的sync报文中的信息来判断最佳主时钟的机制，它同时也用来判断接收到sync报文的时钟是否需要改变现有的时钟端口的状态，其流程如图l所示。在图l中，时钟的状态改变机制首先会计算各时钟端口的E妇。数据集更新后的数值，这样做可以反映出时钟自上次时钟状态改变后，时钟是否收到新的有效Sync报文。随后，时钟的状态改变机制会利用更新后E^．。和E。。。。数据集进行计算，并根据BMC算法的结果，更新时钟的端口状态和相应的数据集信息。收稿日期：2007一07作者简介：戴宝峰(1980～)，男。硕士生，研究方向为自动测试技术与系统。万方数据·30·仪表技术2008年第2期状态改变机制发生从上次状

7、态改变后时钟的有端口是否计算过E什，cst一是土计算Eb。。最佳主时钟算法：计算最佳时钟和端口的推荐状态更新时钟所有端口的数据集如果需要，每一个端口都要计算E^d篙篇觥卜@堂生所需的状态改变l。K：二：==图l时钟的状态改变机制由于Sync报文中包含时钟状态改变所需要的关键数据集E蜘。和E。。n，因此sync报文的到来是驱动时钟状态改变机制发生的关键。所以，无论Sync报文是大规模到来还是无sync报文到来，我们都应确保时钟的状态改