Computer hardware

Real-time industriële ethernet en de ieee 1588 precisie tijd protocol standaard

In 2002 de IEEE 1588 precisie tijd Protocol Standard gericht de noodzaak van deterministische reacties door de invoering van een protocol voor gegevenssynchronisatie klok precisie voor genetwerkte meting en controlesystemen. In 2008 werd een herziene standaard, IEEE 1588-2008 (ook bekend als PTP versie 2) uitgebracht ter verbetering van nauwkeurigheid, precisie en robuustheid.

De aanneming van IEEE 1588, specifiek de precisie tijd Protocol (PTP), wordt geïmplementeerd in verschillende Real Time Industrial Ethernet-netwerkprotocollen.

Ethernet/IP: CIPsync, deel uitmaken van de kaders ODVA Ethernet/IP, steunt sterk op PTP voor motion control toepassingen.

PROFINET: Profinet (PNO) gebruikt PTP als een protocol voor gegevenssynchronisatie.

Ethernet POWERLINK: De Ethernet POWERLINK normalisatie groep (EPSG) heeft plannen om PTP gebruiken voor het synchroniseren van real-time segmenten in een toekomstige versie.

In het algemeen biedt PTP fouttolerante synchronisatie tussen slaaf klokken en een master klok ervoor te zorgen dat gebeurtenissen en tijdstempels in alle apparaten de dezelfde tijd base gebruiken.

De noodzaak van synchronisatie van de computerklok ontstond als gevolg van verschillende factoren: verschillen in omgevingstemperatuur, de leeftijd van de klokken zelf en het tempo van de frequentie kunnen alle beïnvloeden de kwaliteit van synchronisatie en, bijgevolg, real-time performance van het netwerk. Er is geen garantie dat de klokken in het hele netwerk, ingesteld op dezelfde frequentie, gesynchroniseerde zal blijven, en deze omstandigheid de oproep voor continue synchronisatie gestart.

PTP vereist zeer weinig bandbreedte, verwerkingskracht en setup. Het synchroniseert alle klokken binnen een netwerk door klokken aan de hoogste kwaliteit klok aan te passen. IEEE 1588 definieert waardebereiken voor de standaard set van klok kenmerken.

De beste Master klok (BMC) algoritme bepaalt welke klok is de hoogste kwaliteit klok binnen het netwerk. De BMC (ook bekend als de grootmeester klok) worden gesynchroniseerd op alle andere klokken (slave klokken) in het netwerk. Als de BMC is verwijderd uit het netwerk of wordt bepaald door klokken het algoritme niet langer worden de hoogste kwaliteit klok, de algoritme-omgevingen die de nieuwe BMC is en past alle andere dienovereenkomstig.

Hoewel de meeste IEEE 1588 implementaties bieden nauwkeurigheid in het sub microseconde bereik, is hun werkelijke prestaties zeer toepassingsspecifieke. Bijvoorbeeld, specificeert het IEEE 1588 protocol niet de klokfrequentie in de meester en slaven.

Lagere frequentie klokken hebben armere tijd resolutie wat resulteert in minder-nauwkeurige tijdstempels in de PTP synchronisatie berichten.

Stabiliteit klok is een andere factor. Klokken met lagere stabilities zal drijven uit elkaar sneller, en, dientengevolge, vereisen een hoger tarief van frequentie en fase correcties.

Een andere factor is netwerktopologie. De eenvoudigste netwerktopologie (dat wil zeggen twee apparaten op een enkele kabel) veroorzaakt minder netwerk jitter dan veel apparaten gekoppeld met behulp van routers en switches.

Als meer dan één subnet is vereist om te verhogen afstand of aantal apparaten, een netwerkswitch met een nauwkeurige IEEE 1588 klok, genaamd een grens klok, wordt de master klok en synchroniseert de apparaten op de subnetten.

Last but not least kunnen grote verschillen in netwerkverkeer negatief effect klok schuintrekken zoals de vertraging correctie huidige verkeerssituatie achterblijft. Omdat vele factoren kunnen scheeftrekken te traag, is benchmarking en toezicht op de daadwerkelijke schuintrekken prestaties na verloop van tijd aan te raden.