实时以太网日益成为分布式工业控制的重要发展方向,其工业应用场合常要求网络上的各控制节点高频率、低延迟、低抖动地实时交换数据,同时还需要各控制节点之间的时钟同步。因此,时钟同步和实时传输是以太网应用到工业领域所面临的两个关键问题。针对时钟同步问题,论文对比分析现有的各种时钟同步方案,确定了IEEE1588精密时钟同步方案,分析了影响时钟同步精度的关键因素,研究了基于STM32F107VC的IEEE1588实现,通过捕获硬件时间戳和精确校正频率漂移,实现了完整的时钟同步协议栈,实验结果表明该实现的时间同步精度约600ns。POWERLINK是一种典型的实时工业以太网传输协议,其通过时间槽管理机制很好地解决了以太网的实时传输问题。本文研究了POWERLINK协议的工业实时以太网实现技术,其中包括POWERLINK协议栈的配置、定时器的自定义等,编写了虚拟网络接口并添加FreeRTOS管理协议栈,实现了POWERLINK在STM32F107VC上的移植,并在其开放模式下实现了4ms的通信周期和160μs的递交时间。论文分析了POWERLINK在时钟同步性能上的不足,提出了融合了IEEE1588的POWERLINK解决方案,以达到在POWERLINK实时性的基础上通过IEEE1588提升其时钟同步性能,实现了400μs的时钟同步精度,为整体解决以太网的工业应用问题作了有益的尝试。