發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 10:44

　　 在探索未知的道路上,測試技術(shù)一直是人類認(rèn)識世界的重要手段。其中分布式測試因其快速經(jīng)濟(jì)靈活的特點(diǎn)而迅速發(fā)展。分布式測試系統(tǒng)里不同測點(diǎn)設(shè)備的時(shí)鐘因其獨(dú)立性,無法達(dá)到高精度的同步。而對各測點(diǎn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí),往往對各數(shù)據(jù)的時(shí)間關(guān)系比較敏感。因此,分布式測試系統(tǒng)的時(shí)鐘同步精度是關(guān)系到能否對測試數(shù)據(jù)正確分析的關(guān)鍵因素�；�于為分布式測試設(shè)備提供高精度時(shí)間關(guān)聯(lián)信息的要求,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了分布式測試系統(tǒng)高精度時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元,該高精度時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元能夠組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)亞微秒內(nèi)時(shí)鐘同步精度,可為測試儀器提供精確的觸發(fā)輔助信號,并且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制功能。本文首先分析了國內(nèi)外分布式時(shí)鐘同步方式的發(fā)展現(xiàn)狀,對應(yīng)用于分布式測試系統(tǒng)內(nèi)精確時(shí)鐘同步協(xié)議的實(shí)現(xiàn)和精確觸發(fā)技術(shù)進(jìn)行了具體分析,設(shè)計(jì)了以支持PTP協(xié)議的MCU芯片在MAC層獲取時(shí)間戳的總體設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)討論了具體的軟件設(shè)計(jì)方案。本文主要完成了以下工作:(1)實(shí)現(xiàn)了LwIP協(xié)議棧的移植,使節(jié)點(diǎn)具備了通過以太網(wǎng)構(gòu)建分布式網(wǎng)絡(luò)的能力。成功移植了CMSIS-RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),提供對任務(wù)的合理調(diào)度和對事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。(2)完成了基于PTP協(xié)議的時(shí)鐘同步軟件設(shè)計(jì),使構(gòu)建的分布式時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)能夠達(dá)到高精度的時(shí)鐘同步。(3)利用STM32F407的定時(shí)器資源和CMSIS-RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)實(shí)現(xiàn)了精確觸發(fā)輔助功能。(4)設(shè)計(jì)了局域網(wǎng)觸發(fā)控制管理軟件,實(shí)現(xiàn)了對分布式網(wǎng)絡(luò)里時(shí)鐘狀態(tài)的查詢和對觸發(fā)功能的遠(yuǎn)程控制。(5)搭建了時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元測試平臺,對分布式網(wǎng)絡(luò)中時(shí)鐘同步的精度和精確觸發(fā)功能進(jìn)行了測試和驗(yàn)證。本文主要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了分布式測試系統(tǒng)高精度時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元,進(jìn)行了相關(guān)軟件的開發(fā),最后在測試平臺上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由高精度時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元組建的分布式網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了亞微秒內(nèi)的時(shí)鐘同步精度和精確觸發(fā)輔助功能,達(dá)到了本課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH714.51
【部分圖文】：

圖 2.9 功能驗(yàn)證和性能測試所用硬件平臺紹時(shí)鐘同步與觸發(fā)單元的總體設(shè)計(jì)方案。首先分析了分與觸發(fā)單元的功能需求，然后對其中的關(guān)鍵技術(shù)：精確測試系統(tǒng)精確觸發(fā)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探討，提出了分布式的總體架構(gòu)。然后根據(jù)課題的任務(wù)需求，提出基于 STM元的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和選用的硬件平臺，為下一步軟件開

中北大學(xué)學(xué)位論文網(wǎng)掩碼 255.255.255.0,默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 192.168.1.1。在計(jì)算機(jī)命令提示符中使用 ping 指試計(jì)算機(jī)與硬件平臺是否通路。測試結(jié)果如圖 3.5 所示，網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間小于 1ms據(jù)包丟失率 0%。結(jié)果表明該硬件平臺網(wǎng)絡(luò)通信功能正常，通信狀態(tài)良好。

中北大學(xué)學(xué)位論文由于兩個(gè)硬件平臺時(shí)鐘性能完全一致，故用 MAC 地址將其區(qū)分。MAC 地址分別置為 DE:AD:BE:EF:12:34 和 DE:AD:BE:EF:12:36。開啟 DHCP 功能后，硬件平臺獲交換機(jī)分配的 IP 地址。Wireshark 軟件上檢測到 PTPv2 報(bào)文如圖 4.8 所示，主從時(shí)正常通信并且 MAC 地址較大平臺進(jìn)入主時(shí)鐘角色，MAC 地址較小的進(jìn)入從時(shí)鐘狀。
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本文編號：2882102