由于IEEE 1588,设计人员可以在没有外部振荡器的情况下同步时钟
2020年12月12日经过Antonio Anzaldua Jr.IEEE 1588标准协议的更新将映射为同步分布式时钟的低成本方法。
电气和电子工程师协会(IEEE)已批准了一个标准协议,以同步在共享网络上运行的独立时钟。凭借广泛的应用程序,这将允许设计人员对控制系统进行准确和精确测量。
参与工业自动化或移动通信的测试和测量的设计人员可以面临从多个设备维护同步数据收集的挑战。通过距离分隔的现代电子器件或随时间变化的频率率和温度会导致传播延迟导致不同步的定时时钟。
IEEE已建立允许设备在调整其本地定时源以匹配的同时定期交换数据的协议- 远程,温度和物理因素。
IEEE 1588的历史
2002年,协议标准IEEE 1588被批准帮助设计人员避免在频率源中的故障,这些频率在速率下变化,这将使设备的时钟进行异步。它是一种经济高效的解决方案,用于局部系统需要高于网络时间协议(NTP)和全球定位系统(GPS);这些系统将在每个节点处需要外部NTP和GPS接收器,添加到材料清单中。
IEEE 1588的通信机制。使用的图像Wikimedia Commons.
六项新修正案
IEEE 1588已发布六项修正案到事先方案。添加旨在确保子微秒范围内的准确性和精度 - 以及具有最小网络和本地计算资源的设备中的设备:
- 第一修正案:最佳主时钟算法的增强功能(BMCA)
- 第二修正案:添加精度时间协议(PTP)
- 第三修正案:术语澄清
- 第四修正案:选择和操作密钥管理系统的指南
- 第五修正案:MIB和阳数据模型
- 第六次修正案:延迟和/或不对称校准的增强
PTP协议的插图。使用的图像礼貌硅实验室
每个修正案指导开发人员通过不同精度,分辨率和稳定性能力的同步时钟建立收集和转移数据。IEEE 1588的基础是PTP,一种协议,其基于可以通过以太网连接实现的简单共享网络同步时钟。
该协议利用BMCA,该算法将每个时钟与共享网络中的每个时钟之间的数据进行比较,以识别最高质量的时钟并认为它是宏大。GrandMaster通过选择所有其他时钟将调整为匹配的频率速率来设置音调,导致同步,使数据传输顺利。
如果删除了宏大,更改或展示子级质量,BMCA为剩余时钟提供了一种方法,以确定下一个线时钟以导致宏大。
实现IEEE 1588协议的方法
设备具有外部振荡器是非常常见的,以便维护同步时钟。具有独立设备依赖于专用振荡器的问题是每个振荡器可能面临不同的操作条件,从而影响时钟保持同步的能力。
有各种开发人员将IEEE 1588标准协议实施到其设备中,以使设计人员更容易。
ADI的新处理器实现IEEE 1588
例如,模拟设备(ADI)推出了低功耗的Blackfin处理器,具有先进的嵌入式连接。该32位核心处理器由三相脉冲宽度调制器(PWM)生成单元驱动,该生成单元实现IEEE 1588标准协议,为设计工程师提供选择任何物理层的自由度。
ADI还表示,它的ADSP-BF518提供固件保护以及性能诊断软件来加快调试过程。使用的图像礼貌模拟设备
嵌入式系统设计人员可能会对具有互联网协议(VoIP)的语音的系统遇到特定挑战,该选项将通过Internet连接拨打电话。障碍来自找到可以实现低通道计数VoIP解决方案的正确处理单元,但却能够处理视频,音乐,成像和系统控制。
在大多数情况下,设计者需要两个单独的处理核心。ADI声称其ADSP-BF518允许通过一个核心处理器并发进行语音和视频信号处理。
Silabs的IEEE 1588模块
硅实验室(Silabs)还将IEEE 1588议定书一致,最近ClockBuilder Pro软件工具,一个逐步的工具,使设计人员能够为发电机,抖动衰减器,缓冲器和振荡器产品定制时钟参数的电源。该设备提供有关网络中钟整体性能的实时反馈。席勒布斯还表示,它平滑与外部评估板的通信。
Silabs的M88-256是一种高精度网关时钟,工作温度范围为-40至+85摄氏度。使用的图像礼貌硅实验室
席勒布斯也提供IEEE 1588模块通过以太网连接的单端口提供时钟同步。M88-256使用256个可控时钟实现IEEE 1588协议,该协议将识别和同步到宏大。
一种低成本的方式来同步时钟
IEEE 1588标准规定了绘制出用于同步分布式时钟的低成本方法的要求。
尽管在协议中没有很好地定义硬件支持,但是有各种开发人员制造了遵守标准的硬件辅助设备。设计人员将在未来几年内拥有更多选择来实现最高级别的同步精度。