基于硬件时间戳的ieee1588时间同步技术的一种实现方法

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1、件时间戳的IEEE1588时间术的一种实现方法■楚鹰军陈国辉(电信科学技术第五研究所成都610062)摘要：本文简要分析了IEEE1588协议的时间同步原理，从工程实践的角度提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的IEEE1588时间同步技术的实现方法。给出了实现方案和框图。重点分析了采用FPGA实现硬件时间戳的方法，并给出相应的仿真结果。关键词：IEEE1588，时间同步，FPGA，时间戳Doi：lO。3969／j．issn．1673—5137．2011．02．004AnimplementationmethodofIEEE1588timesynchro

2、nizationtechnologybasedonhardwaretimestampingChuYing—jun，ChenGuo—hui(TherifthresearchinstituteofteleeolnlltUllieationstechnology，Chengdu610062)Abstract：Yhispaper洲ztimeOllJzatJt)I)prit】cpieOfIEEE】588proto(’0】sin叫)flⅢhnplcn]entationmot}~ot]orIEEE】588Ⅲlies、nchronizatioltccl11]ologybased

3、011Ficldlrogl；1iIl11clhlc(；ateArlr1＼(FI(：A)isPpc)，{fromthePCI’spccti＼，cof"de＼elopment，implementationsclcmeandblockdiagnmlteDrtl、’idcdThispaperanal＼zcstheinlplemcnt1clt1I】metl1()【{(I1lrd、、1rctin]estampingusingFI’(A，alldthenprovideSOlllesiillulationresultsKeywords：1EEEj588．Timem’hrmfiz

4、ati~)11FPGAfilllCstalllp1、引言程中，主时钟周期性发布PTP~E文，从时钟接收主时钟发过IEEE1588的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟来的时间戳信息，据此计算出主从线路时问延迟及主从时同步协议标准”，简称PTP(PrecisionTimeProtoco1)。间偏差，并利用该时间偏差调整本地时间，使从设备时间自从2002年推出IEEE1588V1以来，由于其高精度的时间保持与主设备时间～致以实现时间同步。同步性能，PTP受到了各相关行业技术人员的关注。20082．1IEEE1588同步过程年IEEE公布了其第二版本IEEE1588v

5、2¨]，lEEE1588v2中图1为JEEE1588时间同步过程示意图。采用的报文引入了透明时钟和单步时钟模式，改进了边界时钟l2的逐级为Sync、Follow—up(两步模式)、Delay—req、Delay—时钟传递方式，减小了误差，提高了同步精度。同时ITU—Tresp。主时钟向从时钟发送Sync~E文，在单步模式下，不等相关国际组织，也将IEEE1588v2~入研究范围，研究其会发送Follow—up报文，Sync}E文中携带了SyncS~息的准确在电信领域内的应用。lEEE1588是目前最有希望同时提供发送时间T1；在两步模式下，在发送Sync}E文后

6、还会发送时间同步和频率同步的技术，能适用于不同传送平台的局一个Follow—up#E文，Follow—up}E文中带有Sync}E文的准间、局内时频传送，应用前景广阔。确发送时间T1。以单步模式为例，从时钟收~lJSync}E文，本文通过对IEEE1588时间同步协议的分析研究，提出记录下收到该Sync报文的时间T2后，便会向主时钟发送一了采用FPGA设计硬件时间戳生成器，在MAC和PHY之间个Delay—req报文，主时钟记录收~JDelay—req}E文的时间的GMIJ接口插入和提取时间戳的方法，从而有效的消除了T4，随后向从时钟发送一个Delay—resp

7、}E文，该报文携带操作系统和协议栈的延时抖动影响，极大的提高了同步精了主时钟收到Delay—req~E文的时间T4，这样从时钟便得到度。了4个时间。由这4个时间戳可以计算出主从线路时延Delay和主从时间偏差Offset。设主时钟到从时钟的线路延时为2、IEEE1588协议简介Delay1，从时钟到主时钟的线路延时为Delay2，计算过程IEEE1888的核心思想是采用主从时钟方式，在同步过如下：T1+Delay1+Offset=T2(1)T3+Delay2一Offset=T4(2)假设Delay1=Delay2，进而得到DASA以人l硐4峡类型ITP报文FCS

8、D。I、，：!：兰：：!