Taktsynchronisierung und Zeitmessung in einem verteilten Datenerfassungssystem

Die Zeitmessung mit einem verteilten Datenerfassungssystem erfordert die Synchronisierung der einzelnen Teilsysteme. Eine dedizierte Taktverteilung ist für diese Anwendung eine einfache und präzise Lösung, erfordert aber zusätzlichen Installationsaufwand und bereitet vor allem bei der Skalierung des Gesamtsystems Probleme. Stattdessen können auch die vorhandenen Datenlinks der einzelnen Module für eine Rückgewinnung des Systemtaktes verwendet werden. Hier wird gezeigt, wie mit industriellen Komponenten (FPGA und Gigabit-Ethernet PHY) die Synchronisierung auf eine gemeinsame Taktfrequenz realisiert wird. Der Abgleich der Uhren erfolgt anschließend protokollbasiert über die Ethernet-Schnittstelle. Es werden die hardwareseitigen Anforderungen, die Umsetzung sowie die experimentellen Ergebnisse vorgestellt. Das implementierte System erreicht Genauigkeiten im Sub-Nanosekunden Bereich mit einer 1000BASE-T Punkt-zu-Punkt Verbindung.