千兆以太網(wǎng)IEEE 1588協(xié)議的實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以太網(wǎng)以其協(xié)議通用性、遠(yuǎn)距離傳輸、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约安粩喟l(fā)展的網(wǎng)絡(luò)帶寬等諸多優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用到測試領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)測試系統(tǒng)主要針對分布式測試任務(wù)，與以太網(wǎng)普通應(yīng)用相比，需實(shí)現(xiàn)控制操作的精確性和采集數(shù)據(jù)的時(shí)序關(guān)聯(lián)性。IEEE1588協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)測試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)測試設(shè)備及測試數(shù)據(jù)精密同步的重要方式。隨著被測目標(biāo)的測試復(fù)雜度和測試內(nèi)容的持續(xù)增長，百兆以太網(wǎng)已很難適應(yīng)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，千兆以太網(wǎng)接口已成為未來網(wǎng)

2、絡(luò)化測試設(shè)備的重要形式。
　　本文在總結(jié)當(dāng)前主流的PTP（Precision Time Protocol）硬件支持方式的基礎(chǔ)上，以Xilinx Zynq-7000SOC作為硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)，深入分析比較了基于該硬件平臺(tái)的三種PTP硬件支持方案，以通用性和可擴(kuò)展性為主要考量因素，設(shè)計(jì)了一種基于PL（ProgrammableLogic）自研IP核實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)下IEEE1588協(xié)議的方案框架。
　　本方案為搭建網(wǎng)絡(luò)通信鏈路，設(shè)計(jì)了基

3、于FMC接口的千兆以太網(wǎng)PHY硬件電路和屏蔽底層影響的速率選擇與數(shù)據(jù)優(yōu)化IP核，并開發(fā)相應(yīng)的通信測試工程測試了PHY與PS（Processing System）之間的通信功能。
　　為完成PTP硬件支持，本方案在可編程邏輯器件中設(shè)計(jì)可配置實(shí)時(shí)時(shí)鐘和時(shí)間戳模塊，為上層設(shè)計(jì)提供了完備的時(shí)鐘調(diào)節(jié)接口，完成IEEE1588實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)同步精度所需的硬件支持，不要求在通信鏈路中配備支持硬件時(shí)間戳功能的PHY或MAC器件。
　　上層設(shè)計(jì)

4、采用在Linux操作系統(tǒng)中移植并優(yōu)化PTPd開源軟件并開發(fā)IP核設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)IEEE1588狀態(tài)機(jī)和硬件時(shí)間戳獲取功能，本方案可以直接移植到包含可編程邏輯器件和支持Linux的微處理器的儀器控制架構(gòu)中。
　　在本方案的測試中，利用主從時(shí)鐘輸出秒脈沖信號(hào)（PPS），精確測試網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的時(shí)鐘同步精度，本文從功能性和應(yīng)用性兩方面對本方案同步精度進(jìn)行測試，分析設(shè)備時(shí)鐘頻率偏移、分布時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)數(shù)、交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)背景流量對同步精度