https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/programmable/683410/current/system-modules.html
1.4.1. System Modules
Below are the modules available in the Altera 1588 system solution reference design:
- A 1588 capable Ethernet MAC and PHY, capable of very precise time stamping of packets with ToD value and an indication on the time-stamp offset. This time stamping achieves equal accuracy in both 1-step and 2-step operations.
- A ToD clock module that supports loading of real ToD value and fine-grain update of its value and frequency.
- Clear-text packet parser that can be used to detect PTP packet types and then tell the Ethernet MAC the time-field offset for the following packet types: UDP over IPv4, UDP over IPv6, stacked VLAN. This block is made available in clear-text so that the user can easily augment the code to cover other packet types the users may need such as MPLS or MAC-in-MAC.
- ToD synchronizer to synchronize different ToDs running in different clock domains; for example, in a system of network line cards to a system master ToD.
These building blocks can be put together in a useful system combined with the user provided CPU and software stack to create a high-quality 1588 solution. It is the responsibility of the software stack, which the user either creates or obtains from a third-party, to implement the overall 1588 stack, including the corresponding logic to support different modes for synchronization process.
The following diagram illustrates the hardware modules in this 1588 system reference design.
Figure 21. 1588 Hardware Modules
1PPS＋TOD高精度时间同步
撕裂的牛仔裤
已于 2022-06-24 13:48:54 修改
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1PPS＋TOD高精度时间同步
1、系统架构介绍
常见的时间同步接口规范有1588V2时间同步、1PPS+TOD时间同步这两种方式，而在实际的项目使用中采用的是时间同步设备与承载设备直接使用1588V2时间同步接口协议，而承载设备和应用设备之间采用1PPS+TOD时间同步接口协议。系统使用的架构如下：
与北斗系统进行时间同步采用的是：XXXXX时间同步设备。这个设备硬件时间戳分辨率小于10ns，背靠背授时精度可达100ns的级别。时间同步设备通过北斗卫星得到准确时间，然后通过1588V2协议把时间信息发送到承载设备。
2、常用的TOD协议
常规用户在获得时间信息时一般是从承载设备通过1PPS+TOD协议来得到准确时间信息。
TOD 信息波特率默认为9600，无奇偶校验，1 个起始位（用低电平表示），1 个停止位（用高电平表示），空闲帧为高电平，8 个数据位，应在1PPS 上升沿1ms
后开始传送TOD 信息，并在500ms 内传完，此TOD 消息标示当前1PPS 触发上升沿时间。TOD 协议报文发送频率为每秒1 次。对于1PPS 秒脉冲，采用上升沿作为准时沿，上升时间应小于50ns，脉宽应为20ms～200ms.而在实际应用时通过改变输出PPS秒脉冲的上升沿时间来提高时间同步精度。TOD协议报文发送频率为每秒1次。
1、 协议格式
NMEA-0183协议采用ASCII码来传递信息，我们称之为帧。
帧格式如下：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd * hh
\x0d\x0a
Ø “$”——帧命令起始位
Ø aa（识别符号）ccc（语句名）——地址域
Ø ddd…ddd——数据
Ø “*”——校验和前缀
Ø hh——校验和（check sum），$与*之间所有字符ASCII码的校验和
（各字节做异或运算，得到校验和后，再转换16进制格式的ASCII字符。）
Ø CR LF 回车和换行
通用TOD报文一般支持：g p r m c 、 gprmc、gprmc、gpzda的输入输出，格式如下：
3.1$GPRMC语句
3.1.1帧格式
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*<13>
UTC（Coordinated Universal Time）时间，hhmmss.ms（时分秒.毫秒）格式
定位状态，A=有效定位，V=无效定位
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
UTC日期，ddmmyy（日月年）格式
保留
保留
校验和
3.1.2示例
报文：$GPRMC,083550.00,A, 200919,A*57
1） 083550.00 含义：当前UTC时间为8:35:50.00
2） A 含义：当前状态有效
10）200919 含义：20日9月19年
3.2$GPZDA语句
3.2.1帧格式
$GPZDA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>*<7>
UTC（Coordinated Universal Time）时间，hhmmss.ms（时分秒.毫秒）格式
UTC日期，dd （日）
UTC日期，mm（月）
UTC日期，yy （年）
保留
保留
校验和
3.2.2示例
报文：$GPZDA,083550.00,20,09,19,00,00*57
1） 083550.00 含义：当前UTC时间为8:35:50.00
2） 20 含义：当前UTC日期为20日
3） 09 含义：当前UTC日期为9月
4） 19 含义：当前UTC日期为19年
然而在实际的应用中由于TOD信息结束滞后于PPS的上升沿，因此应该注意秒脉冲和时间信息的对应关系
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