近年来,互联网正在逐渐地扩展到制造业领域。各个国家对互联网与传统工业的结合,促进了工业互联网的诞生。工业互联网是一个全球性的网络,它将上层的信息技术和下层的操作技术连接起来,使用大数据进行分析,为当前工业提供更智能的生产环境和更高的生产效率。为同时适应传统的工业控制和新兴的人工智能等领域,工业互联网需要改进传统网络体系以满足带宽大、同步性好、稳定性强、互操作性好、延迟小与丢包少等要求。时间敏感网络(TimeSensitive Networking,TSN)正是这样一种满足各领域和应用多样性和差异化需求的以太网扩展标准簇,它被认为是未来工业互联网的发展方向。作为TSN标准簇的基础,IEEE 802.1AS协议为TSN中其他的标准提供最基本的时间同步功能,实现和测试IEEE 802.1AS协议对于理解TSN具有重要的意义。本课题在分析IEEE 802.1AS协议功能划分的基础上,结合具体的Zedboard硬件环境,提出了三种可实施的设计方案。对每一种方案的优劣性加以分析,综合考虑时间同步性能、实现难易程度、维护和扩展性,最终选择了一种基于硬件IP核的IEEE 802.1AS协议实现方案。为实现该方案,本课题在硬件层面先对Zedboard开发板进行配置,将MAC控制器与PL端的物理层芯片相连以确保形成硬件通路,再在硬件IP核中分别设计可调谐的实时时钟和自动记录报文出入端口时间的硬件时间戳,并用寄存器模块加以封装,以供处理器进行读写控制。在硬件之上,本课题根据Linux中Platform总线机制开发了针对硬件IP核的驱动程序,为应用层软件提供了时钟读取、调频调相和时间戳获取等操作。在软件层面,以Avnu联盟开发gptp为基础,在其之上进行嵌入式环境下的裁剪和移植,加入硬件IP核的驱动与之交互,并对软件进行了优化设计以提高同步精度。最后对整个实现方案进行同步性能实验测试,使用示波器观察主时钟和从时钟秒脉冲输出的上升沿之间的距离,推算两个节点的同步精度。此外,还对软件层的优化算法加以验证,根据前后测试结果对比证明算法的正确性。经实验测试,本课题的实现方案能够使得时钟域内的两个节点达到亚微秒级的同步。