基于STM32控制器的SNTP授時服務器的研究與設計
O 引言
隨著信息技術和網絡技術的飛速發(fā)展,網絡互連已經滲透到國民經濟的各行各業(yè)。而網絡時間同步也越來越受到重視,特別是局域網時間同步在國家安全和國民經濟的諸多領域(如國防軍工、電信網、金融業(yè)、交通運輸、電子商務和電力系統(tǒng)等部門)越發(fā)不可或缺。隨著嵌入式技術的發(fā)展,嵌入式與網絡時間同步技術的結合,無疑具有良好的發(fā)展前景。
1 方案設計
目前網絡授時的實現(xiàn)方法有很多種,本文采用自行設計的嵌入式系統(tǒng)并在上面實現(xiàn)SNTP協(xié)議。從而完成網絡時間的同步。其系統(tǒng)框圖如圖l所示。
本系統(tǒng)采用C/S模型,分為網絡授時同步服務器和客戶端兩大部分,本文主要對網絡授時服務器部分進行研究。
在網絡授時同步服務器中,處理器STM32f103由內部RTC模塊結合日歷算法來給出時間信息(年月日時分秒),再從GPS獲取時間信息,并修正自己的時間,最后結合
W5100芯片搭建出一個時間服務器。當客戶端向服務器發(fā)出請求時,便可同步地統(tǒng)一客戶端的時間信息,并達到ms級精度。網絡傳輸時需實現(xiàn)SNTP應用層協(xié)議,設計中通過構造SNTP協(xié)議包,并根據同步算法可計算出包交換的往返延遲。
本系統(tǒng)采用ST公司基于Cortex-M3內核的STM32系列處理器.Cortex-M3內核是專門用于設計高性能、低功耗、低成本、實時性嵌入式應用
系統(tǒng)的處理器核,它在提升性能的同時,又提高了代碼密度的Thumb-2指令集,同時也大幅度提高了中斷響應的緊耦合嵌套向量中斷控制器的性能。所有新功能都同時具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。
TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)采用的固件芯片W5100是韓國WIZnet公司推出的固件網絡芯片,它集TCP/IP協(xié)議棧、以太網MAC和PHY為一體,可支
持TCP,UDP、ICMP、IGMP、IPv4、ARP,PPPoE、Ethemet等網絡協(xié)議;同時支持4個獨立的Socket通信,內部16 K字節(jié)的發(fā)送/接收緩沖區(qū)可
快速進行數據交換,最大通信速率可達到25Mbps。此外,W5100還內嵌10BaseT/100BaseTX以太網物理層,可支持自動應答(全雙工/半雙工
模式),并提供多種總線(兩種并行總線和SPI總線)接口方式,可以方便地與各種MCU連接。W5100器件的推出大大簡化了硬件電路設計,可使微控制器在沒有操作系統(tǒng)支持的情況下,真正的實現(xiàn)單芯片接入Internet。
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