文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
全双工交换式以太网终端系统中时间同步模块的设计与验证
姓名:王星
申请学位级别:硕士
专业:软件工程(微电子)
指导教师:高海霞;田泽
20100115
摘要本文以全双工交换式以太网为背景,详细分析和研究了时间同步技术的原理结果表明本文所设计的时间同步模块功能完全满足各项设计指标要求。随着以太网技术的不断发展,在大型通信网络系统中使用以太网技术来搭建总线系统已经成为可能,全双工交换式以太网是~种能够满足大型通信网络系统关于总线系统要求的新型以太网。时间同步技术作为全双工交换式以太网中的一项关键技术,决定着通信数据能否有效且实时地在全双工交换式以太网中进行传输。及实现方法并提出了时间同步模块的一种新型设计方案。依据新型设计方案,实现了时间同步模块架构及逻辑的设计,该模块能够实现服务器模式和客户端模式两种功能,服务器模式完成时间同步帧的采样和发送功能,客户端模式完成时间同步帧的接收和校准功能。同时完成了时间同步模块分别与通信网络子系统和终端系统之间配置和查询逻辑的设计。最后对时间同步模块进行了功能仿真验证,关键词:主机终端时间同步服务器客户端摘要
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本人签名:丛本人签名:丝新签名:勉焦本学位论文属于保密,在一年解密后适用本授权书。日期型:篁日期望丝二篁关于论文使用授权的说明创新性声明西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文胙宦畚南喙工作成果时署名单位仍然为校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保
第一章绪论弟一早三百下匕时间同步模块的设计背景随着互联网技术的发展和普及推广,以太网技术在近几年也得到迅速发展,工交换式以太网技术引入通信系统领域【『】,从技术上说,已具备了较为成熟的条同时使得网络设备总线架构发生了很大的改变,摆脱了共享式或直连式的总线结构,发展成为星形拓扑结构,不仅提升了整个架构的灵活性,增强了扩展能力,也使得整个架构变得更加的简单,减少了设备间的连线,减轻了重量,更重要的是提升了性能,设备间通信的速率得到了大幅度的提升。尽管以太网技术具备诸多优点,但传统以太网技术在大型通信网络系统领域的应用仍然还有很多阻力,主要体现在以太网的不确定性和实时性能差等问题上【,因为这个问题将直接影响通信网络系统的稳定性,严重时甚至会导致通信中断或发生错误。随着技术的进步,快速以太网【徒换皇揭蕴际醯姆⒄垢决以太网的不确定性问题带来了新的契机,而全双工交换式以太网【锄】的诞生意味着以太网有条件成为确定性的网络,它能够为通信电子设备提供更高的带宽利用率,保证了各子系统间信息交流的迅速通畅不受阻碍或冲突,保证了信息传递的确定性,能够支持更长的信息块长度,并且能够支持更多的终端数量,大大减小了总线上的开支。另外通过结构化的网络设计、使用智能集线器、实施主动切换、对数据传输引入优先权等手段也可以基本解决以太网的上述问题。因此,把全双件。通信电子设备之间的通信要求确定性和实时性【,全双工交换式以太网总线的性能能够满足实时性的要求。但是如果总线上不同设备的时间服务器或者时钟不统一,则有可能会造成服务请求不匹配,回复响应超时,在规定的服务时间内未能完成相应请求、回应或任务等等,不能满足新总线的确定性要求。这种问题直接来看就是网络拥塞,网络连接不通导致请求超时造成。当进行过网络初步检测之后得知,即使网络通畅时也会有以上说描述的情况发生;在进一步进行抓包分析之后得知,所发出的请求和回应均能顺利通过网络,能够顺利送达目的地址,而问题是出在因为通信信息之间的时间戳不统一,对于通信信息不能正确接收和识别,从而造成了网络通信的丢包、误码或不响应。由于旧有的通信电子设备总线结构是共享直连结构【В髯酉低成璞付加总线整体连接,由总线提供统一时钟,各设备在所分配的时间段内独享总线带宽,所以时钟不匹配、时间不统一的情况比较少,所引发的问题并不十分明显。全双工交换式以太网系统总线的结构是星形拓扑结构,通信电子设备子系统之间并不
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