簡介
IEEE 1588標準誕生于2002 年,主要定義網(wǎng)絡分布式時鐘的同步協(xié)議。測試與測量、電信和多媒體流處理等許多不同應用,都開始首選這種時鐘同步方法。這種標準化時鐘同步法成本效益高,支持異構系統(tǒng),并可提供納秒級同步精度。
本文介紹原版 IEEE 1588-2002 標準以及更新版本 IEEE 1588-2008 中的改進內容。由于IEEE 1588 在一些目標應用中越來越重要,因此 ADSP-BF5181 Blackfin® 嵌入式處理器中也集成專用硬件來支持IEEE 1588。本文將概要介紹其功能,并通過一個示例來展示利用ADSP-BF518 處理器解決方案獲得的時鐘同步性能結果。
現(xiàn)在幾點了?
大多數(shù)系統(tǒng)都需要利用本振來維護自己的時間概念。圖1顯示硬件和軟件如何組合,在系統(tǒng)內產(chǎn)生時間信息
系統(tǒng)內的硬件和軟件資源均可使用此時間信息。對于硬件,振 蕩器時鐘會產(chǎn)生一個或多個物理時鐘信號(時鐘輸出),并可 利用這些時鐘信號驅動或觸發(fā)系統(tǒng)的其它部分。軟件中維護的 時間通常稱為"系統(tǒng)時間"。系統(tǒng)時間可以用時鐘脈沖數(shù)或秒 / 納秒的形式表示。系統(tǒng)軟件利用振蕩器時鐘脈沖數(shù)及其頻率 信息得出時間,并提供"應用程序編程接口" (API) 函數(shù),軟 件的其它部分可以使用這些函數(shù)檢索并設置時間。如果需要絕 對時間,則所提供的時間將與預定義時間點,即基準時間點相 關聯(lián).
時鐘同步
許多應用要求兩臺獨立的設備以同步方式工作。如果每臺設備 僅依靠自己的振蕩器,則各振蕩器的特性與工作條件差異將會 限制時鐘同步工作的能力。一些簡單可行的解決方案可以克服 這些限制,包括:
所有設備共用一個物理振蕩器.這種方法僅對距離很近的分
所有設備均使用特性幾乎完全相同的振蕩器.由 于很難獲得 幾乎完全一樣的振蕩器,并確保性能不隨時間飄移,因此這 種方法不可行。更重要的是,各振蕩器的工作條件并不相
如果所有設備均通過一個通信網(wǎng)絡(例如以太網(wǎng))互連,則這些設備可以通過網(wǎng)絡交換時間消息,根據(jù)單個"主"時鐘 動態(tài)調整各自的時鐘。利用傳統(tǒng)的時間同步協(xié)議—— "網(wǎng)絡 時間協(xié)議"(NTP),統(tǒng)中的每臺設備根據(jù)它從 NTP時間服 務器獲取的時間信息調整其時鐘。然而,該協(xié)議只能實現(xiàn)毫 秒級同步精度。
IEEE 1588 定義了一個新協(xié)議,能夠實現(xiàn)納秒級同步精度。下 面討論該標準如何實現(xiàn)這種水平的時鐘同步。
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