基于DP83640硬件辅助的IEEE1588研究及实现

王康，胡永辉，何在民



基于DP83640硬件辅助的IEEE1588研究及实现

王康1,2,3，胡永辉1,2，何在民1,2,3

（1. 中国科学院国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室，西安 710600；3. 中国科学院研究生院，北京 100039）

随着高精度时间同步的广泛应用，采用硬件辅助的IEEE1588协议已成为减少同步误差提高同步精度的理想途径。分析了DP83640物理层芯片的功能结构与IEEE1588时间同步基本原理，构建了以DP83640为主要组成部分的时钟同步功能模块，验证了同步过程。实验及分析表明，在局域网内采用DP83640硬件辅助的IEEE1588协议同步精度可达到纳秒量级。

IEEE1588；DP83640物理层芯片；时间同步；时间戳

随着计算机网络技术的不断发展，应用系统规模的不断扩大，通过网络联系的空间分散的各控制节点之间的高精度时间同步变得愈益重要。网络时间协议（NTP，network time protocol）与简单网络时间协议（SNTP，simple network time protocol）同步精度只能达到百毫秒量级[1]，已不能满足测量仪器和工业控制网络的应用需求。IEEE1588标准是IEEE（institute of electrical and electronics engineers）制定的对网络测量和控制系统而言的精密时钟同步协议标准，简称为精确时间协议（PTP，precision time protocol），最初由安捷伦实验室的J. Eidson以及来自其他公司和组织的12名成员开发，后来得到IEEE的赞助，并于2002年11月得到IEEE批准。PTP的主要原理是通过一个同步信号对网络中各控制节点的时钟进行校正同步，可以使基于以太网的各控制节点达到精确同步。

IEEE1588在纯软件条件下，PTP同步精度在百微秒范围内，采用硬件辅助的方法可获得纳秒级的同步精度。

本文以DP83640物理层（PHY，physical layer）芯片为硬件辅助，在以太网中进行IEEE1588高精度时间同步的研究及实现。……