1、基于IEEE 1588v2 二層交換機的研究與實現(xiàn)Research and Implementation of 2-Layer Ethernet Switch based on IEEE 1588v2主 講 人：導 師：指導老師： 緒論透明時鐘系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)測試結論硬件平臺設計與實現(xiàn)主要內容1. 緒論課題研究背景沒有成熟的大規(guī)模應用，尚處于運行測試階段以太網(wǎng)交換機在電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重大作用電力系統(tǒng)對時鐘同步精度的要求越來越高透明時鐘硬件平臺設計系統(tǒng)軟件設計1. 研究透明時鐘的工作原理以及內部結構；2.具備透明時鐘功能二層交換機的工作流程。CPU主控模塊設計；2. 88E6220交換

2、模塊設計；3. 以太網(wǎng)通信模塊設計。1.報文轉發(fā)功能；2.透明時鐘功能；2.1. 以太網(wǎng)模塊配置；2.2. 駐留時間的計算；2.3. PTP報文的捕獲、修改與轉發(fā)。1. 緒論課題研究內容E2E透明時鐘需要處理的PTP事件報文：SyncDelay_ReqPdelay_ReqPdelay_Resp2. 透明時鐘工作原理透明時鐘端到端透明時鐘(End to End, E2E)點到點透明時鐘(Peer to Peer, P2P)圖2-5 透明時鐘處理PTP報文的過程2. 透明時鐘PTP報文的處理為Delay_Req報文的接收時間；為Sync報文的發(fā)送時間；分別為Sync、 Follow_up、Dela

3、y_Resp報文的校正域。2. 透明時鐘交換機的工作流程圖3-1 交換機的工作流程3. 硬件平臺設計與實現(xiàn)系統(tǒng)解決方案圖3-4 系統(tǒng)整體框架圖3-6 CPU最小系統(tǒng)圖3-7 88E6220交換模塊3. 硬件平臺設計與實現(xiàn)電路設計3. 硬件平臺設計與實現(xiàn)電路設計圖3-8 CPU與88E6220的RMII接口3. 硬件平臺設計與實現(xiàn)電路設計3. 硬件平臺設計與實現(xiàn)硬件測試圖3-12 MDIO的測試波形圖3-13 RMII的時鐘信號波形4. 系統(tǒng)軟件設計軟件框架硬件層驅動層應用層圖4-1 系統(tǒng)的軟件框圖4. 系統(tǒng)軟件設計軟件設計流程123488E6220訪問接口的設計Port組Reg；PHY組Reg

4、；Global1 Reg;Global2 Reg。以太網(wǎng)模塊的配置CPU的MAC 配置；88E6220 Port5的配置。報文轉發(fā)功能的設計MAC地址表的修改；老化時間配置。透明時鐘功能的設計時間標記模塊的設計；PTP報文監(jiān)測模塊；駐留時間的計算。4. 系統(tǒng)軟件設計以太網(wǎng)模塊配置88E6220模塊的配置MAC層的配置LwIP協(xié)議棧的移植MAC地址表的創(chuàng)建Port 5的VLAN表修改Port 5的配置CPU模塊的配置設置為基于端口的VLAN模式圖4-8 PTP報文的處理流程0X88F7報文類型值Sync0 x0Delay_Req0 x01Pdelay_Req0 x02Pdelay_Resp0 x

5、034. 系統(tǒng)軟件設計透明時鐘功能的實現(xiàn)Capture GroupCapture GroupCapture Group時間信息的獲取4. 系統(tǒng)軟件設計透明時鐘功能的實現(xiàn)4. 系統(tǒng)軟件設計透明時鐘功能的實現(xiàn)圖4-11 報文修改流程5. 測試測試環(huán)境的搭建圖5-1 測試環(huán)境的搭建 圖5-2 PTP報文的產(chǎn)生5. 測試測試環(huán)境的搭建圖5-3 Ping測試圖5-4 報文轉發(fā)測試圖5. 測試報文轉發(fā)功能的測試5. 測試透明時鐘功能的測試圖5-5 Sync報文的處理5. 測試透明時鐘功能的測試圖5-6 各事件報文的駐留時間統(tǒng)計結果報文ID0X000X010X020X03報文SyncDelay_ReqPdelay_ReqPdelay_Resp后續(xù)報文Follow_UpDelay_RespPdelay_Res_Follow_UpPdelay_Resp_Follow_Up駐留時間8.431us8.426us8.421us8.424us標準差30.32ns31.94ns31.13ns30.97ns5. 測試透明時鐘功能的測試表5-1 事件報文的駐留時間6. 結論成果：研究透明時鐘的模型以及工作原理；分析具備透明時鐘功能的二層交換機的工作流程；提出