嵌入式以太网精确时钟同步技术应用地研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文

2、的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在信息技术迅猛发展的今天，越来越多的测控系统都建立在分布式的网络环境中，并需要高精度的时钟同步技术为其提供支持。嵌入式以太网通信及时钟同步技术作为一种应用于工业领域的高效通信与精确测量技术，在分布式系统的精确测量方面起到至关重要的作用。本文研究了基于IEEE1588精确时钟同步协议的嵌入式以太网通信应用系统，用以实现高精度的时钟同步性能。本文主要完成了以下工作：1、给出了时钟同步系统硬件设计方案，包括硬件时间戳的实现、主控模块和以太网通信模块的设计以及GPS授时

3、模块的设计；2、设计了与硬件系统相对应的嵌入式以太网时钟同步软件系统，并分层介绍了软件架构，实现了LwIP协议栈的移植；3、搭建了时钟同步系统测试平台，对系统以太网通信各项性能进行了测试评估，并对时钟同步系统进行了三项时钟同步实验，实验结果显示本系统时钟同步精度能达到亚微秒级。本文主要设计了嵌入式以太网时钟同步硬件平台，并进行了相关的软件开发和实验测试。最终，在对本平台的时钟同步实验中显示本时钟同步系统具备了亚微秒级的高精度时钟同步性能，达到了本课题的既定目标。关键词：嵌入式；以太网；IEEE1588；时钟同步；时间戳ABSTRACTNowadays,withtherapidde

4、velopmentofinformationtechnology,moreandmoremeasurementandcontrolsystemsarebuiltonthebasisofadistributednetworkenvironment,whichneedsthesupportofhigh-precisionclocksynchronizationtechnology.Asanefficientcommunicationandprecisemeasurementtechnology,EmbeddedEthernetcommunicationandclocksynchron

5、izationtechnologywillplayanimportantroleintheprecisemeasurementofdistributedsystemswhenappliedinindustrialfields.Inthispaper,EmbeddedEthernetcommunicationbasedontheIEEE1588PTPisdesigned,whichisusedtoachievehigh-precisionclocksynchronizationperformance.Thispaperincludesthefollowingwork:1.Theha

6、rdwareschemeofclocksynchronizationsystemisgiven,whichincludestherealizationofhardwaretimestamp,thedesignofmastermoduleandEthernetcommunicationmodule,andtheGPStimingmodule;2.ThesoftwaresystemofEmbeddedEthernetclocksynchronizationisdesignedincorrespondingwithhardwaresystem.Inaddition,softwarear

7、chitectureisintroduced,andthetransplantationofLwIPprotocolstackisrealized;3.AtestplatformofclocksynchronizationsystemisbuilttotestandevaluatethedifferentpropertiesoftheEthernetcommunicationsystem.Threeexperimentsofclocksynchronizationareimple