局域網(wǎng)同步時鐘之時鐘同步主要分析局域網(wǎng)NTP同步時鐘采用NTP協(xié)議同步時間過程中的細(xì)節(jié)。對于NTP時鐘同步可能引起的時間誤差分析與糾錯。在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中,不管我們采用的是星型拓?fù)?,還是總線拓?fù)?,由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r性,就不可避免的會引入時間誤差,如何更好的處理這種誤差的存在,對于LED同步時鐘來說尤其重要,因而分析時鐘同步的特點勢在必行。
1、NTP同步協(xié)議簡介:
網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議NTP(Network Time Protocol)的主要是美國特拉華大學(xué)的MILLS David L教授設(shè)計實現(xiàn)的,由時間協(xié)議、ICMP時間戳消息及IP時間戳選項發(fā)展而來。NTP用于將計算機(jī)客戶或服務(wù)器的時間與另一服務(wù)器同步,使用層次式時間分布模型。在配置時,NTP可以利用冗余服務(wù)器和多條網(wǎng)絡(luò)路徑來獲得時間的高準(zhǔn)確性和高可靠性。即使客戶機(jī)在長時間無法與某一時間服務(wù)器相聯(lián)系的情況下,仍可提供高準(zhǔn)確度時間。
2、網(wǎng)絡(luò)延時導(dǎo)致的時鐘參數(shù)說明:
NTP最典型的授時方式是Client/Server方式。客戶機(jī)首先向服務(wù)器發(fā)送一個NTP 包,其中包含了該包離開客戶機(jī)的時間戳T1,當(dāng)服務(wù)器接收到該包時,依次填入包到達(dá)的時間戳T2、包離開的時間戳T3,然后立即把包返回給客戶機(jī)??蛻魴C(jī)在接收到響應(yīng)包時,記錄包返回的時間戳T4。LED電子時鐘用上述4個時間參數(shù)就能夠計算出2個關(guān)鍵參數(shù):NTP包的往返延遲d和客戶機(jī)與服務(wù)器之間的時鐘偏差t。局域網(wǎng)同步時鐘使用時鐘偏差來調(diào)整本地時鐘,以使其時間與服務(wù)器時間一致。
顯然,通過T1、T2、T3、T4的時間點就能很好的判斷時鐘收到NTP時間包時的時間,但由于局域網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r性,誤差不可避免的存在,是否可將局域網(wǎng)同步時鐘的誤差控制在有效范圍,成為在此討論的重點。
3、局域網(wǎng)同步時鐘延時大小分析:
一般廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延時在10 ms~500ms之間,局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延時在計時操作系統(tǒng)內(nèi)核處理延遲的情況下通常小于1ms。假定局域網(wǎng)內(nèi)NTP同步延時小于1ms,理論上授時誤差小于0.5ms,但對于Windows操作系統(tǒng)內(nèi)置的NTP客戶和NTP服務(wù),并不能達(dá)到此精度。Windows NTP時鐘分辨率因操作系統(tǒng)和硬件不同而有所不同,時鐘分辨率通常為10ms或15ms。因而可分析得出:基于Windows操作系統(tǒng)內(nèi)置的NTP授時精度不超過10ms。
4、進(jìn)一步提供同步時鐘精度:
局域網(wǎng)絡(luò)延相對較大的原因在于時間戳一般都是在應(yīng)用層處理后返回。為減少操作系統(tǒng)內(nèi)核處理延時的影響提高NTP時鐘授時精度,時鐘與NTP服務(wù)器在發(fā)/收NTP包時間戳?xí)r應(yīng)盡量接近主機(jī)真實發(fā)/收包時刻。這需要產(chǎn)品在設(shè)計與程序編寫時注意相關(guān)代碼的科學(xué)性。從LED電子時鐘硬件上考慮,為了減少溫度引起晶振頻率漂移對時鐘準(zhǔn)確度的影響,可以采用數(shù)字溫漂補(bǔ)償方法,提高時鐘長期計時準(zhǔn)確度。先測出工作溫度范圍內(nèi)溫度對應(yīng)的溫漂補(bǔ)償系數(shù),工作時每隔一定時間,根據(jù)實際溫度查出對應(yīng)補(bǔ)償系數(shù)動態(tài)地修正時間。產(chǎn)品進(jìn)一步提高精度方案電路如下:
仟漁 |
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