基于IEEE1588v二層交換機(jī)的研究與實(shí)現(xiàn)課件

1、基于IEEE 1588v2 二層交換機(jī)的研究與實(shí)現(xiàn)Research and Implementation of 2-Layer Ethernet Switch based on IEEE 1588v2主 講 人：導(dǎo) 師：指導(dǎo)老師： 緒論透明時(shí)鐘系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)測試結(jié)論硬件平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要內(nèi)容1. 緒論課題研究背景沒有成熟的大規(guī)模應(yīng)用，尚處于運(yùn)行測試階段以太網(wǎng)交換機(jī)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(shí)鐘同步精度的要求越來越高透明時(shí)鐘硬件平臺設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1. 研究透明時(shí)鐘的工作原理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)；2.具備透明時(shí)鐘功能二層交換機(jī)的工作流程。CPU主控模塊設(shè)計(jì)；2. 88E6220交換

2、模塊設(shè)計(jì)；3. 以太網(wǎng)通信模塊設(shè)計(jì)。1.報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能；2.透明時(shí)鐘功能；2.1. 以太網(wǎng)模塊配置；2.2. 駐留時(shí)間的計(jì)算；2.3. PTP報(bào)文的捕獲、修改與轉(zhuǎn)發(fā)。1. 緒論課題研究內(nèi)容E2E透明時(shí)鐘需要處理的PTP事件報(bào)文：SyncDelay_ReqPdelay_ReqPdelay_Resp2. 透明時(shí)鐘工作原理透明時(shí)鐘端到端透明時(shí)鐘(End to End, E2E)點(diǎn)到點(diǎn)透明時(shí)鐘(Peer to Peer, P2P)圖2-5 透明時(shí)鐘處理PTP報(bào)文的過程2. 透明時(shí)鐘PTP報(bào)文的處理為Delay_Req報(bào)文的接收時(shí)間；為Sync報(bào)文的發(fā)送時(shí)間；分別為Sync、 Follow_up、Dela

3、y_Resp報(bào)文的校正域。2. 透明時(shí)鐘交換機(jī)的工作流程圖3-1 交換機(jī)的工作流程3. 硬件平臺設(shè)計(jì)與實(shí)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)3. 硬件平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)圖3-8 CPU與88E6220的RMII接口3. 硬件平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)3. 硬件平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)硬件測試圖3-12 MDIO的測試波形圖3-13 RMII的時(shí)鐘信號波形4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件框架硬件層驅(qū)動(dòng)層應(yīng)用層圖4-1 系統(tǒng)的軟件框圖4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)流程123488E6220訪問接口的設(shè)計(jì)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(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能的設(shè)計(jì)MAC地址表的修改；老化時(shí)間配置。透明時(shí)鐘功能的設(shè)計(jì)時(shí)間標(biāo)記模塊的設(shè)計(jì)；PTP報(bào)文監(jiān)測模塊；駐留時(shí)間的計(jì)算。4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(shè)置為基于端口的VLAN模式圖4-8 PTP報(bào)文的處理流程0X88F7報(bào)文類型值Sync0 x0Delay_Req0 x01Pdelay_Req0 x02Pdelay_Resp0 x

5、034. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)透明時(shí)鐘功能的實(shí)現(xiàn)Capture GroupCapture GroupCapture Group時(shí)間信息的獲取4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)透明時(shí)鐘功能的實(shí)現(xiàn)4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)透明時(shí)鐘功能的實(shí)現(xiàn)圖4-11 報(bào)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(bào)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(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)測試圖5. 測試報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能的測試5. 測試透明時(shí)鐘功能的測試圖5-5 Sync報(bào)文的處理5. 測試透明時(shí)鐘功能的測試圖5-6 各事件報(bào)文的駐留時(shí)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果報(bào)文ID0X000X010X020X03報(bào)文SyncDelay_ReqPdelay_ReqPdelay_Resp后續(xù)報(bào)文Follow_UpDelay_RespPdelay_Res_Follow_UpPdelay_Resp_Follow_Up駐留時(shí)間8.431us8.426us8.421us8.424us標(biāo)準(zhǔn)差30.32ns31.94ns31.13ns30.97ns5. 測試透明時(shí)鐘功能的測試表5-1 事件報(bào)文的駐留時(shí)間6. 結(jié)論成果：研究透明時(shí)鐘的模型以及工作原理；分析具備透明時(shí)鐘功能的二層交換機(jī)的工作流程；提出