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- 航空电子交换式网络的透明时钟机制研究
- 作者： 陈浩 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空电子全双工交换式以太网 时钟同步协议 透明时钟 时钟同步控制帧
- 描述： 目前，国内外的先进的大型飞机均采用航空电子全双工交换式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet, AFDX）作为机载电子系统综合化互连的骨干；而在产业界的推动下，TTE则有望成为AFDX的子集。并且，现今TTE网络引入IEEE 1588 v2的P2P透明时钟机制，要求交换或转发设备支持“透明时钟”。同步的过程采用专门的时钟同步控制帧（PCF），其中含有8字节的透明时钟 （TC）域。专用交换设备记录数据帧进入与离开端口的时间，并得到两者之差，通过硬件改写PCF的TC域，使数据帧的延迟时间得以累加。本文主要对IEEE 1588 v2中的时间同步协议进行研究，设计并实现了透明时钟功能。具体工作如下：首先分析了IEEE 1588 v2协议中的时钟同步方法，同时类比其他时钟同步协议，总结了IEEE 1588 v2协议中的时钟同步类型、方式及其特点，研究了同步过程中的关键技术，提出了从时钟向主时钟反向发送同步消息的新同步思路。然后详细研究了IEEE 1588 v2协议中提出的透明时钟机制，通过与传统的边界时钟机制对比，明确透明时钟机制在航空电子交换式网络中的应用以及对时间触发通信的协议保证机制，为后期的硬件实现透明时钟机制做好了坚实的理论基础。在透明时钟机制的研究过程中，通过ISE对以太网报文中包含时间戳信息的PCF帧格式以及403开发板的时间信息处理过程进行了仿真，更直观的展示透明时钟机制对PCF帧中的时间戳信息的处理过程。在做好了之前的理论研究后，开始对xilinx公司的403开发板进行开发，运用其以太网接口、内部时钟、计时器等模块，模拟真实的包含以太网报文的消息传输过程，同时更改PCF帧中的时间戳信息，以实现透明时钟功能。上述的研究和开发工作，满足了航空电子交换式网络中实现时间触发机制的要求，同时也是航空电子与总线通信课题组关于时间触发网络研究课题中的关键技术。