分布时钟

(DC，Distributed Cl ock) 可以使所有EtherCAT设备使用相同的系统时间，从而控制各设备任务的同步执行。从站设备可以根据同步的系统时间产生同步信号，用于中断控制或触发数字量输入输出。支持分布式时钟的从站称为 DC 从站。分布时钟具有以下主要功能：

       ·实现从站之间时钟同步

·为主站提供同步时钟

·产生同步的输出信号

·为输入事件产生精确的时间标记

· 产生同步的中断

• 同步更新数字量输出

· 同步采样数字量输入

4.1.1分布时钟描述

       分布时钟机制使所有的从站都同步于一个参考时钟。主站连接的第一个具有分布时钟功能的从站作为参考时钟，以参考时钟同步其他设备和主站的从时钟。为了实现精确的时钟同步控制，必须测量和计算数据传输延时平日本地时钟俯移，并补偿本地时钟的漂移。

6个时钟概念：

(1) 系统时间

系统时间是分布时钟使用的系统计时。系统时间从 2000 年1月1日 零点开始，使用64 位二进制变量表示，单位为纳秒( ns )，最大可以计时500 Y。也可以使用32位二进制变量表示，32位时间值最大可以表示4 .2 s，通常用于通信和时间标记。         

(2) 参考时钟和从时钟

EtherCAT 协议规定主站连接的第一个具有分布时钟功能的从站作为参考时钟，其他从站的时钟称为从时钟。参考时钟被用于同步其他从站设备的从时钟和主站时钟。参考时钟提供 EtherCAT系统时间。

(3) 主站时钟

EtherCAT 主站也具有计时功能，称为主站时钟。主站时钟可以在分布时钟系统中作为

从时钟被同步。在初始化阶段，主站可以按照系统时间的格式发送主站时间给参考时钟从站，使分布时钟使用系统时间计时 。

(4) 本地时钟、其初始偏移量和]时钟漂移

每一个 DC 从站都有本地时钟，本地时钟独立运行，使用本地时钟信号计时。系统启动时，各从站的本地时钟和参考时钟之间有一定的差值，称为时钟初始偏移。在运行过程中 ，由于参考时钟和DC从站时钟使用各自的时钟源等原因。它们的计时周期存在一定的漂移，这将导致时钟运行不同步，本地时钟产生漂移。因此，必须对时钟初始俯移和时钟漂移都进行补偿。

(5) 本地系统时间

每个DC从站的本地时钟经过补偿和同步之后都产生一个本地系统时间，分布时钟同步机制就是使各个从站的本地系统时间保持一致。参考时钟也是相应从站的本地系统时钟。

(6) 传输延时

数据帧在从站之间传输时会产生一定的延迟，其中包括设备内部和物理连接延迟 。所以在同步从时钟时，应该考虑参考时钟与各个从时钟之间的传输延时 。  

摘自《工业以太网现场总线 EtherCAT 驱动程序设计及应用》 

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