IEEE 1588对下一代测试测量系统设计的重要性

IEEE 1588概述

IEEE 1588规定了一种精密时间协议(PTP)，这种协议可以用来同步T&M系统中的时钟。在T&M系统实现PTP时，系统中的每台仪器、计算机或其它控制器都会有一个时钟。PTP允许同步所有这些时钟，并使它们保持同步。PTP要求在所有设备之间进行数据通信；在T&M系统中，一般利用以太网LAN实现通信。在T&M应用中也用过其它时间同步方法，包括网络时间协议(NTP)、全球定位卫星(GPS)系统和参考晶振信号的硬件方式分配。

然而，与上述这些方法相比，基于IEEE 1588的系统可以提供更精密和更准确的同步性能，还能提供标准以太网LAN网络连接所带来的好处。另外有迹象表明，IEEE 1588将在T&M领域之外得到广泛使用，从而具有更广泛的实用性，并通过规模经济实现IEEE 1588系统成本的下降。

LXI仪器与IEEE 1588

LXI概述：LXI(用于仪器的LAN扩展)联盟由最主要的一些T&M公司组成。自从几年前成立后，LXI联盟已经开发并发布了有关在仪器中使用以太网网络的数条标准。该联盟已经意识到IEEE 1588协议的潜力，因此LXI标准要求在多类LXI仪器中包含对IEEE 1588的支持。

LXI分类：LXI标准定义了三种设备。最基本的一类是C类设备，它规定了一致的LAN实现以及用于设置、控制和数据访问的web浏览器接口。这类设备还要求为规划中的接口提供IVI仪器驱动程序。B类设备构建于C类基础之上，要求使用IEEE 1588的时间功能和点到点LAN消息传递功能。A类设备构建于C类和B类基础之上，增加了一个高性能的硬连线触发总线，面向那些带有严格定时要求的应用。虽然本白皮书的内容主要讨论的是LXI B类设备，但LXI A类设备也包含了B类设备的全部功能。

LXI B类规范细节：IEEE 1588规范规定了PTP许多方面的配置以适合广泛的应用。这个规范试图设计得更为灵活，能够满足许多行业而不仅是T&M领域需求。另外，该规范仅对定时功能如何工作进行了标准化，没有对在任何特定应用中如何使用这些功能以及这些功能提供的时间戳的含义进行标准化。虽然这种灵活性有助于促进IEEE 1588在多个行业中的推广，但也会在特定行业中造成互操作性和易用性问题。因此，LXI B类规范提供了IEEE 1588配置和使用方面的额外指南。这些额外规范被选用，以裁剪和优化IEEE 1588在T&M系统中的操作和使用，从而确保所有LXI B类和A类设备之间的互操作性。

LXI B类规范定义了：

?IEEE 1588的标准实现，包括针对T&M应用的裁剪

?IEEE 1588提供的时间戳标准含义

?包含时间戳的标准点到点LAN消息协议

?连接事件、触发和动作的标准配置机制

?用时间戳记录重要事件的标准记录机制

IEEE 1588和LXI B类规范给T&M系统设计带来好处

许多T&M系统都能从所有系统组件具有相同的精密时间中受益。T&M仪器及其应用的变化非常广泛，因此它们对精密时钟同步的需求也是千变万化。这些仪器或应用需要的独特功能以及要求的精确度各不相同，但以下例子描述了一些主要的测试系统需求。

测量数据时间戳：给测量数据打时间戳(也就是将时间与每个数据点关联起来)被广泛用于T&M应用。例如，时间戳有助于保持质量控制，满足规范要求。然而，只有当时间戳的准确性和精密度已知并可靠的情况下，才有助于实现这种目的。

通过使用IEEE 1588 PTP协议，LXI B类仪器可以同步到具有足够质量的单个时间源，从而满足应用要求，消除由于失步造成的问题，以及利用人工同步多个仪器和控制器时钟所带来的有关人力、不精确和误差风险。

当T&M系统中的所有仪器共享统一时间时，来自多台仪器的数据就可以通过简单地比较和排序时间戳进行可靠的关联。无需检查数据是否按正确顺序从仪器快速传送出来，因为时间戳可以在必要时用来正确排序数据。