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STM32的互聯型產品中通過硬件支持IEEE 1588協議，這是一個什么協議及它的用途，我在與非網的博客中找到了答案如下： 太網在1985年成為IEEE802.3標準后，在1995年將數據傳輸速度從10Mb/s提高到100Mb/s的過程中，計算機和網絡業界也在致力于解決以太網的定時同步能力不足的問題，開發出一種軟件方式的網絡時間協議（NTP），提高各網絡設備之間的定時同步能力。1992年NTP版本的同步準確度可以達到200μs，但是仍然不能滿足測量儀器和工業控制所需的準確度。為了解決測量和控制應用的分布網絡定時同步的需要，具有共同利益的信息技術、自動控制、人工智能、測試測量的工程技術人員在2000年底倡議成立網絡精密時鐘同步委員會，2001年中獲得IEEE儀器和測量委員會美國標準技術研究所（NIST）的支持，該委員會起草的規范在2002年底獲得IEEE標準委員會通過作為IEEE1588標準。 IEEE1588的全稱是“網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準”，IEEE1588標準的草案基礎來自惠普公司的1990至1998年的有關成果，換句語說，安捷倫科技對IEEE1588標準作出重要貢獻。安捷倫實驗室的資深研究員John Eidson被網絡業界視為專家，他的“IEEE1588在測試和測量系統的應用”，以及“IEEE1588：在測控和通信的應用”兩篇論文對 IEEE1588協議有精辟和全面的介紹。IEEE1588協議是通用的提升網絡系統定時同步能力的規范，在起草過程中主要參考以太網來編制，使分布式通信網絡能夠具有嚴格的定時同步，并且應用于工業自動化系統。基本構思是通過硬件和軟件將網絡設備（客戶機）的內時鐘與主控機的主時鐘實現同步，提供同步建立時間小于10μs的運用，與未執行IEEE1588協議的以太網延遲時間1，000μs相比，整個網絡的定時同步指標有顯著的改善。 在這里簡要說明IEEE1588的特點： ★早期的網絡時間協議（NTP）只有軟件，而IEEE1588既使用軟件，亦同時使用硬件和軟件配合，獲得更精確的定時同步； ★GPIB總線沒有同步時鐘傳送，依靠并行電纜和限制電纜長度（每器件距離）不超過5m來保證延遲小于30μs； ★GPIB的數據線與控制線是分開的，VXI和PXI兩種總線分別在VME和PCI計算機總線上擴展，都要增加時鐘線。IEEE1588無需額外的時鐘線，仍然使用原來以太網的數據線傳送時鐘信號，使組網連接簡化和降低成本； ★時鐘振蕩器隨時間產生漂移，需要標準授時系統作校準，校準過程要縮短和安全可靠。目前常用的有GPS（全球定位系統）和IRIG B（國際通用時間格式碼），IRIG B每秒發送一個幀脈沖和10MHz基準時鐘，實現主控機/客戶機的時鐘同步。IEEE1588采用時間分布機制和時間調度概念，客戶機可使用普通振蕩器，通過軟件調度與主控機的主時鐘保持同步，過程簡單可靠，節約大量時鐘電纜； ★IEEE1588推出的時間尚短，還有待完善和修正。例如，對集線器和開關的透明網絡可提供很好的定時同步，但還未克服裝有路由器的帶有不決定性的網絡定時。目前正在設計和試產可測量引入延時和自動補償延時的網絡開關芯片。還有，IEEE1588完整芯片還未推出，只有FPGA基的代用芯片，Intel公司已聲稱盡快生產可支持奔騰處理器的IEEE1588完整芯片。 在工業自動化方面更早采用IEEE1588，發表的文章也比較多，特別是在自動控制和數據采集方面有所收獲。專門供應網絡時間服務器的 Symmetricom公司介紹一種渦輪機控制系統，前端的各種傳感器連接到數據采集板，板上安裝的精確時鐘通過IEEE1588協議的以太網與系統主時鐘同步，使傳感器的同步時間發生在1μs內，每秒鐘內要執行200次測量，測量間隔5ms，傳感器的輪換時間是1μs。控制系統內的多種測量儀器在時間對準后，按本地時鐘捕捉數據和分析數據，清除了觸發產生的延遲。這種利用IEEE1588協議的以太網數據采集系統，節省大量分別連接每個傳感器的線纜，達到精確定時同步，便于遠控測量，成本降低，已引起業界的重視。當前工業自動化使用IRIG B格式時間碼，具有每天時間準確度小于1μs。應該看到，IEEE1588具有潛力，再將控制系統的每天時間準確度推進到100ns。原因在于IRIG B時間碼要每秒發送1個時鐘脈沖至每個測量設備，并且隨該脈沖發送每天的時戳，而IEEE1588協議可直接將每天時間信息從主控時鐘發送到客戶時鐘，更具有優勢。從發展趨勢來看，采用IEEE1588協議的以太網將在工業自動化系統中占有市場。 同樣，采用IEEE1588協議的以太網，解決了通用以太網延遲時間長和同步能力差的瓶頸，顯然在測量儀器系統的應用中將發揮更大作用。事實上，以太網的儀器擴展接口LXI就是以采用IEEE1588協議的以太網作為骨干的儀器應用，再配備測量儀器系統所需的其它條件，組成吸收了GPIB到VXI和 PXI的特點而構建的新一代測量儀器接口。 發表于2009/6/26 |
