利用DP83640实现网络系统的时钟同步

ＩＳＳＮ１００９－３０４４Ｅ－ｍａｉｈｉｎｆｏ＠ｃｅｅｅ．ｎｅｔ．ＣＵ

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Ｔｅｌ：＋８６—５５ｌ一５６９０９６３５６９０９６４ＣｏｍｐｕｆｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脯知识‘ｉ技术Ｖ０１．５，Ｎｏ．３１，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００９，ＰＰ．８６４２－８６４４，８６５１

利用ＤＰ８３６４０实现网络系统的时钟同步

葛志广１，陈兴敏２。孙志宇ｔ

（１．江苏南京解放军理工大学通信工程学院研三队。江苏南京２１０００７；２．中国人民解放军防化研究院，北京１０２２０５）

摘要：该文基于ＩＥＥＥ｜５８８精准时间同步协议（ＰＴＰ协议），结合ＤＰ８３６４０以太网控制芯片阐述了ＰＴＰ协议同步报文发送和接收原理．通过在物理层加盖时间戳和调节本地时钟的频率和相位．ＤＰ８３６４０能够提供精准的ＩＥＥＥｌ５８８时钟，有效地解决由于软件带来的时钟抖动问题。

关键词：ＩＥＥＥｌ５８８；ＤＰ８３６４０；时钟同步；时间戳

中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：１００９—３０４４（２００９）３１—８６４２—０３

ＮｅｔｗｏｒｋＣｌｏｃｋＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＵｓｉｎｇｔｈｅＤＰ８３６４０

ＧＥＺ１１ｊ—ｇｕａｎ９１，ＣＨＥＮＸｉｎｇ—ｍｉｎ２’ＳＵＮＺｈｉ—ｙｕｌ

（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅＰＬＡＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｅｎｏｌｏｇｙ；Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００７，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＣｈｅｍｉｃａｌＤｅｆｅｎｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｈｅＰＬＡＧｅｎｅｒａｌＡｒｍａｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ；Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０５，Ｃｈｉｎａ）

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＥＥＥｌ５８８；ＤＰ８３６４０；ｃｌｏｃｋｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｔｉｍｅｓｔａｍｐ

许多Ｔ业、测试和测量、通信应用都要求高精度的时钟信号以便同步控制信号和捕捉数据等。每台计算机都有他们自己的物理时钟，操作系统利用硬件时钟值Ｈ（ｔ）产生一个软件时钟值Ｃ（ｔ）作为对硬件时钟的近似，如果Ｃ（ｔ）足够好那么就能够用它的值给事件打上时间戳。将时间戳与他ｆｆＪ的事件关联起来。

但足即使两个进程在同时读他们的时钟，他们各自的本地时钟也会提供不

同的时间值。这是凶为计箅机时钟和绝对时间之间有偏差，（如图ｌ所示）而Ｆ１．他

们的时钟漂移率小同。时钟偏移足指两个时钟的读数之间的瞬间不同。时钟漂移

率是指在南参考时钟变量的每个单位时间内，在时钟和名义上完美的参考时钟

之间的偏移量。时钟漂移的存在使得两个进程以不同的频率给某个事件计数。

基于卜．述问题的考虑，可利用ＩＥＥＥｌ５８８精密时间协议（ＩｙＩ’Ｐ）实现网络系统

之间的精确同步。

ｌＩＥＥＥｌ５８８精准时间同步原理与实现

ＩＥＥＥ图１网络上分布的时钟１５８８精密时间协议通过消息传递机制使控制网络内的时钟与最精确时钟保持同步，其基本思想是在网络设备中加入时钟节点，在节点网络里选择最佳的主时钟，其他的时钟同步于这个主时钟，这样节点内的时钟便通过胛Ｐ协议达到同步的目的。１．１ＰＴＰ协议同步原理

一对在单条链路上的主从时钟的同步过程丰要靠交互时间戳来完成（如图２所示）。其实现过程可分为以下步骤：

第一步．主时钟采用多播方式向网络上发布Ｓｙｎｃ报文．报文中记录

着ｓｙｎｅ报文的发送时间估计值ｔｏ，从时钟接收ｓｙｎｅ报文，并在报文接收

时刻记录Ｆｓｙｎｅ报文的本地接收时间ｔ。。

第一二步．主时钟采用多播方式向Ｉ旬４络上发布ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐ报文，报文中

包含ｓｙｎｃ报文的精确发送时间ｔｏ的值；从时钟接收ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐ报文，得到

ｔｏ的值。

第三步，从时钟采用单播方式向主时钟发送ｄｅｌａｙ—ｒｅｑ报文，报文中

记录着ｄｅｌａｙ—Ｒｅｑ报文的发送时间ｔ２。主时钟接收ｄｅｌａｙ＿ｒｅｑ报文，并在畸钟擅－～：淹缸，．

报文接收过程中记录下ｄｅｌａｙ—Ｒｅｑ报文的本地接收时问戳ｔ３。

第四步，主时钟采用单播方式向从时钟发送ｄｅｌａｙ—ｒｅｓｐ报文．其中

包含ｄｅｌａｙ—ｒｅｑ报义的接收时间ｔ３的值；从时钟接收ｄｅｌａｙ—ｒｅｓｐ报文，得

到ｔ，的值。吒磊不

图２ＩＥＥＥｌ５８８同步过程冷汆从时钟获取了全部４个时间戳的值。通过计算得到与主时钟的偏差

收稿日期：２００９－０７－２７

作者简介：葛志广，江苏省南京市通信工程学院，测试计量技术与仪器专业；陈兴敏，北京市防化研究院，助理工程师；孙志宇，江苏

省南京市通信工程学院，军事装备学。

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