基于FPGA適用于實時應用的以太網交換機

　　實時以太網交換機：要求和標準

　　確定性和同步

　　一個實時系統，意味著“立即” 響應輸入。由于“立即”的定義可以隨各種應用而改變，所以其最好的定義是“確定性”地對輸入進行響應。如果對于一個給定的輸入，它有一個一致的和可預見的時間延遲，那么這個響應是確定性的。因此，根據定義，一個共享的傳輸介質不可能是一個實時系統。

　　為了開發一個確定性的系統，需要特別的通信工程以確保非關鍵的通信不會影響到關鍵實時數據的通信。網絡必須支持低時延、QoS和時間同步，以確保在一個實時的環境中運行。低延遲由支持以太網交換的硬件提供。QoS可以為實時通信提供更短和更具有確定性的延遲。在實時網絡中需要時間同步，以便在不同的設備中確保準確的測量時間戳和計劃控制，在每一臺設備中同時進行控制。

　　在實時網絡以及電信網絡，如SDH和SONET中，時間同步是一個關鍵的功能。在移動通信基站，超出特定頻率范圍會導致移動切換問題、呼叫干擾、掉線和呼叫拒絕：較低的服務水平提高了運營商的運營費用(OPEX)。有效的同步使得事后的分析可以快速地遠程定位網絡故障，而無需緊急現場呼叫。

　　同步源可以是外部的，如GPS(但增加了成本)。實際中變電站電力設備中時間同步所使用的行業標準是IRIG-B ，使用GPS時鐘作為時鐘源。然而，IRIG-B需要一個專用的銅網絡，而與連接設備，如繼電保護裝置、故障記錄器和PMU的數據網絡不同。

　　同步源也可以來自通信網絡內部。IEEE標準1588-2008定義的精確時間協議(PTP)可以提供類似的強大的同步功能，并使得服務提供商能夠利用以太網服務的低成本和可擴展的優勢。

　　IEEE 1588-2008 (v2) 精確時間協議

　　IEEE 1588“網絡測量和控制系統的精確時鐘同步協議”或“精確時間協議”( PTP)是為快速同步不同精度、分辨率和穩定性的時鐘網絡而開發的，可達到接近納秒級的精度。PTP是專為以太網網絡的低成本實現、簡單安裝和維護而設計的。