在信息技术高速发展的今天，越来越多的测量和控制系统都需要建立在分布式网络化环境中。为保证分布式系统内数据的时效性，要求系统各通信节点内数据的获取、传输和处理都能在一个统一的时间基准下进行。为了能够在系统内的各节点之间获取一个全局一致的时钟，需要用到时钟同步技术。IEEE1588v2协议为高精度时钟同步的实现提供了很好的解决方案。其实现主要是通过在主从时钟之间交换携带有时间戳的消息包，进而根据这些时间戳来计算主从时钟的偏差值，并调整本地实时时钟的时间，来达到主从时钟之间的同步的。时间戳的获取方式即可以通过软件来实现，也可以通过专门的底层硬件设备来实现。本文的主要工作包括以下三点：　　1）详细介绍了IEEE1588v2时钟同步协议的基本原理、协议规范、实现方式，以及其中涉及到的关键技术。　　2）对影响时钟同步精度的因素进行了深入的分析，并指出时钟频率的稳定性、协议栈传输延时的随机性以及时钟时间值表示的精确性等是影响时钟同步精度的关键因素。针对嵌入式软件实现IEEE1588v2协议的特点及要求，本文提出了自适应指数平滑算法。该算法能够消除时钟偏差的测量噪声，并实现对时钟频率漂移的补偿。另外，基于余量补偿法实现了对时钟的高精度建模，以便获得高精度的时钟值。　　3）在实验室项目通信控制器上设计实现了基于自适应指数平滑算法、高精度时钟模型和IEEE1588v2协议的时钟同步方案，并验证了相关改进措施的有效性。同时详细讲解了通信控制器为实现时钟的高精度同步而对网络通信、硬件电路以及软件调度等方面所做的优化设计。这些设计在满足了通信控制器功能要求的情况下，进一步提高了时钟同步的精度。最后基于通信控制器设计了同步精度的测试方案，通过对测试结果的分析和对比得出了自适应指数平滑算法、高精度时钟模型以及通信控制器的硬件同步设计和多路端口复用设计等改进措施能够明显改善时钟的同步精度，满足了通信控制器现阶段对时钟同步精度的要求。