IEEE 1588
イーサネット・テクノロジを産業機器アプリケーションに取り入れることによって、高速、低コスト、スムーズな相互接続性など、多くの利点がもたらされます。その反面、厳しいリアルタイム要件を持つシステムで難題に直面することもあります。例えば、分散されたモーション・コントローラを同期させ、広範囲の場所に配置された多数のセンサからの測定値のフィードバックと応答を同時に行う必要がある場合もあります。IEEE 1588 標準規格は、ネットワーク上のデバイスをサブミクロンの精度で同期させる方法を提供します。
『Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems （または、Precision Time Protocolの略語であるPTP）』 として知られる IEEE 1588 標準規格は、空間的に分散した多数のリアルタイム・クロックをイーサネット・ネットワークなどのパッケージ互換ネットワークを介して同期させることを可能にします。1つのマスタ・クロックと多数のスレーブ・クロックがネットワーク上で継続的に同期され、確実にタイミング・ドリフトが除去され、すべてのデバイスが同じタイム・ベースを使用するようにします。この標準規格は、ユーザが管理する分散システムに最適であり、ネットワーク帯域幅の使用を最小限に抑え、処理オーバーヘッドを低減します。
IEEE 1588 は、マスタ・クロックとスレーブ・クロックが単一のポイント・ツー・ポイント接続で接続されるシナリオで有効に機能します。しかし、多くのイーサネット・システムはスイッチを使用しており、このポイント・ツー・ポイント接続は不可能であることを示しています。イーサネット・スイッチは通常、特に高負荷条件において、パケットの配信に要する時間に高い変動性をもたらします。これは、パケットが両方向に伝達されるのにかかる時間の対称性が欠如した場合は、IEEE 1588 ベース・システムの信頼性が許容できないレベルにまで低下するおそれがあります。
この問題の解決法は、スイッチ内で IEEE 1588 バウンダリ・クロックを使用することです。基本的にマスタ・クロックとなるバウンダリ・クロックにより、ネットワーク全体でポイント・ツー・ポイント接続が実現されます。 このスイッチは予測可能なパケット転送メカニズムを提供するので、通常のスイッチに起因する問題はもはや発生しません。
