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【上海奇微的 IEEE 1588v2 PTPGrand-1000 系列时钟】
【美国Symmetricom Xli 5000系列】
一. 1588v2简介
1588发展历程 为解决以太网 定时同步 能力的不足,计算机和网络业界开发出一种软件方式的网络时间协议(NTP),以提高各网络设备之间的定时同步能力。后续NTP版本的同步准确度可以达到μs 级,但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。为了解决测量和控制应用的分布网络定时 同步的需要, IEEE1588标准诞生。
IEEE1588协议的全称是"网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准",是通用的提升网络系统定时同步能力的规范,使分布式通信网络能够具有严格的定时同步,并且应用于工业自动化系统。基本构思是通过硬件和软件将网络设备(客户机)的内时钟与主控机的主时钟实现同步,提供同步建立时间小于10μs的运用,与未执行IEEE1588协议的以太网延迟时间1,000μs相比,整个网络的定时同步指标有显著的改善。
IEEE1588的特点:
1. 早期的网络时间协议(NTP)只有软件,而IEEE1588既使用软件,亦同时使用硬件和软件配合,获得更精确的定时同步;
2. GPIB总线没有同步时钟传送,依靠并行电缆和限制电缆长度(每器件距离)不超过5m来保证延迟小于30μs;
3. GPIB的数据线与控制线是分开的,VXI和PXI两种总线分别在VME和PCI计算机总线上扩展,都要增加时钟线。IEEE1588无需额外的时钟线,仍然使用原来以太网的数据线传送时钟信号,使组网连接简化和降低成本
4. IEEE1588采用时间分布机制和时间调度概念,客户机可使用普通振荡器,通过软件调度与主控机的主时钟保持同步,过程简单可靠,节约大量时钟电缆
IEEE1588协议目前已发展到v2版本。1588v2对v1进行了完善,提高了同步的精度;引入透明时钟TC模式,包括E2E透明时钟和P2P透明时钟,计算中间网络设备引入的驻留时间,从而实现主从间精确时间同步,并新增端口间延时测量机制等,通过非对称校正减少了大型网络拓扑中的积聚错误
1588v2时钟实现原理与思想
IEEE 1588v2作为一种主从同步系统,在系统的同步过程中,主时钟周期性发布PTP时间同步协议及时间信息,从时钟端口接收主时钟端口发来的时间戳信息,系统据此计算出主从线路时间延迟及主从时间差,并利用该时间差调整本地时间,使从设备时间保持与主设备时间一致的频率与相位。IEEE1588可以同时实现频率同步和时间同步,时间传递的精度保证主要依赖于两个条件计数器频率准确和链路的对称性。
二.授时技术对比
传统的地面时间同步链路是采用NTP(Network Time Protocol)传送方式实现,目前已发展到v4版本,SNTP为NTP的简化版,标准为RFC 2030(SNTPv4)。该协议最大的缺点只能满足ms级别的时间传递精度,这对于高精度时间同步所需ns级 时间精度是远远不够的。
而采用单向信道的GPS时间同步系统,虽然同步信号的获得稳定可靠,精度高,但价格高(设备、安装、维护成本)、施工难度大(基站放在地下室)、失效率也高,同时存在政治和安全风险。
与传统授时技术相比,IEEE158v2有着明显的优势。其采用双向信道,精度为ns级,费用低,能适应不同的接入环境等等。在对精度不断要求提高的行业背景下,1588已成为一种发展的必然趋势。
GPS | NTP | 北斗 | 原子钟 | IEEE1588V2 | |
典型授时精度 | 20ns | 10ms | 100ns | 10ns | 100ns |
需要卫星覆盖 | 需要 | 不需要 | 需要 | 不需要 | 不需要 |
锁定时间 | 40s | 30ns | 60s | 60ns | |
综合成本 | 中 | 低 | 高 | 高 | 低 |
支持以太网端口 | 不支持 | 支持 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
可控性 | 低 | 高 | 中 | 高 | 高 |
安全性 | 低 | 低 | 高 | 高 | 中 |
可靠性 | 中 | 高 | 中 | 高 | 高 |
三.1588v2时钟电力行业使用案例
电力系统对统一时间的要求愈来愈迫切,高精度、高可靠的时间同步网已经成为现代化电力系统稳定运行的重要基础。
1.应用需求
现有电力系统大都是通过在变电站等机房内部配置GPS卫星接收机的方式来获得时间信息。其不具备各分散GPS接收机的网管能力,因此由于时间同步不良而可能导致的各种问题无法预防,且GPS接收机广泛使用,各站点不能共享,资源浪费严重;GPS信号一旦发生故障,则守时性能低,同步质量下降。
只有具备了统一精确的时间源,才可以更好的实现各系统的运行监控和故障分析,可以通过各种电力系统自动化控制设备的开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
1588v2时钟产品无疑成为首选!
2.应用场景
电力行业迅速发展,与其相关的自动化产品亦不断增长,在电力系统的许多领域,诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。如"线路行波故障测距装置"、"雷电定位系统"等时间同步精度需要达到μs级的要求;"变电站监控系统"、"配电网自动化系统"等自动化控制和监测类设备时间同步精度需要达到ms级的要求。 1588技术可广泛应用于电力设备。
电力系统常用设备或系统 | 时间同步精度要求 | 推荐使用的时间和同步信号 |
线路行波故障测距装置 | 优于1 us | IRIG-B或1PPS+串口对时报文 |
同步向量测量装置 | 优于1 us | IRIG-B或1PPS+串口对时报文 |
雷电定位系统 | 优于1 us | IRIG-B或1PPS+串口对时报文 |
故障录波器 | 优于1 ms | IRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文 |
事件顺序记录装置 | 优于1 ms | IRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文 |
微机保护装置 | 优于10 ms | IRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文 |
安全自动装置 | 优于10 ms | IRIG-B或1PPS/1PPM+串口对时报文 |
电能量采集装置 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
负荷/用电监控终端装置 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
负电荷监控、用电管理系统主站 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
电子挂钟 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
调度生产和企业管理系统 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
配电网自动化/管理系统主站 | 优于1 s | 网络对时NTP或串口对时报文 |
.......... |
防瞌睡提醒器 用以防止人们在正常生活、学习现打瞌睡现象的电子装置。这个产品最早是设计给学生使用的,矫正读写姿势。只要学生头离书本过近,也就是报警器的倾斜角度超过15度就会报警。因为这个也可用在打瞌睡点...
九洲城落成于1984年,占地15400平方米,位于珠海旅游商贸及金融中心,地处石景山旅游中心与珠海宾馆之间,与国贸海天城、珠海百货、免税商场浑然一体。特区建立十周年时,江泽席曾在城楼检阅队伍,是珠海的...
榧木(Torrcya grandis Fort exlindl)又名香榧,乃千年成材之名木,红豆杉科。榧木,产於浙江会稽山脉和中国云南四川之横断山脉及日韩,其材质坚实牢固,纹理细密通直,色泽金黄悦目,...
挖掘机基本介绍
第五章 挖掘机 挖掘机是用来开挖和装载土石方、 矿石和其它材料的机械, 广泛 用于建筑、道路、水电和矿山采掘。按传动形式,挖掘机有电力传动 的电铲,机械传动的柴油铲和液压传动的液压铲。 现在使用的绝大部 分为液压铲。 挖掘机是一种多功能作业机械, 其工作装置有正铲、 反铲、抓铲、 拉铲、打桩机、破碎锤、潜孔钻、旋挖机、剪切机等。沃尔沃 EX290、 EX210、现代 R300、R210、利勃海尔 R944等均为用于建筑施工的单 斗反铲液压挖掘机。用于矿山采掘作业的一般为重达 92吨的利勃海 尔 R974型 5.6m3正铲液压挖掘机。 CATERPILLAR 5230B 当前卡特彼勒最大的 挖掘机 ,发动机 是 CAT 的 3516BEUI 柴油机 。 主要技术参数: 整机质量: 327t 最大功率: 1156kW(1573 马力 ) 铲斗容量: 27.5m3 KOMATSU PC8
1-NodeB基站系统基本介绍
1-NodeB基站系统基本介绍
数字电路中要实现各部分协同工作,需要有统一的时钟脉冲来控制动作,简称为时钟CP,凡是有时钟信号控制的触发器均称为时钟触发器。时钟触发器又可分为同步触发器、主从触发器、边沿触发器。
时钟触发器按逻辑功能分为5种:时钟jk触发器、rs触发器、d触发器、t触发器、t'触发器。
显存速度越快,单位时间交换的数据量也就越大,在同等情况下显卡性能将会得到明显提升。显存的时钟周期一般以ns(纳秒)为单位,工作频率以MHz为单位。显存时钟周期跟工作频率一一对应,它们之间的关系为:工作频率=1÷时钟周期×1000。如果显存频率为166MHz,那么它的时钟周期为1÷166×1000=6ns。
对于DDR SDRAM或者DDR2、DDR3显存来说,描述其工作频率时用的是等效输出频率。因为能在时钟周期的上升沿和下降沿都能传送数据,所以在工作频率和数据位宽度相同的情况下,显存带宽是SDRAM的两倍。换句话说,在显存时钟周期相同的情况下,DDR SDRAM显存的等效输出频率是SDRAM显存的两倍。例如,5ns的SDRAM显存的工作频率为200MHz,而5ns的DDR SDRAM或者DDR2、DDR3显存的等效工作频率就是400MHz。常见显存时钟周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns,甚至更低。
时钟信号延滞(latency)又被称为插入延迟(insertion delay),它包括两部分,即时钟源(clock source)插入延迟和时钟网络(clock network)插入延迟。时钟源插入延迟是来自系统(即时钟源或来自芯片)到当前芯片(或到当前模块)时钟根节点(clock root pin)之间的延迟,时钟网络延迟是时钟树的延迟。从时钟源到时钟树寄存器的插入延迟事实上包括了两者之和(图1),即总插入延迟。在理想时钟的情况下,人们假定时钟网络插入延迟为零。在时钟树综合时,时钟延滞的数值会直接用来对偏差做计算和固定。
上述两种延迟的定义可以通过特定的选项加以区分,如:
set_clock_latency 2.0 -source [get_clocks {cpu_clk}]
set_clock_latency 2.0 [get_clocks {cpu_clk}]
前者定义了时钟源的插入延迟,而后者定义了时钟网络插入延迟,两者通过-source选项加以区分。
时钟源的插入延迟定义到芯片的顶层则是留给板级设计人员用的。在芯片设计中,在逻辑设计阶段利用该值附加在理想时钟上,从而模拟真实时钟的结果。当时钟源的插入延迟定到模块层次上,则可满足特定模块之间时序先后的特定设计需求 。