2 通用精確時(shí)間協(xié)議算法概述

在 ECU 中實(shí)現(xiàn) IEEE 802.1AS 通常需要兩個(gè)元件：

• IEEE 802.1AS 數(shù)據(jù)包（也稱為 PTP 數(shù)據(jù)包）的時(shí)間戳
• 使用由第一個(gè)元件生成的時(shí)間戳來計(jì)算路徑延遲、抵消偏移和 ppm 漂移補(bǔ)償。

第一個(gè)元件通常在硬件中實(shí)現(xiàn)，以提高同步精度，第二個(gè)元件通常在軟件中實(shí)現(xiàn)，也稱為 gPTP。

以下部分概述了 gPTP 算法如何實(shí)現(xiàn)與兩個(gè) ECU（一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)從設(shè)備）的參考時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。在 IEEE 802.1AS 中，這種參考同步時(shí)鐘也稱為每日時(shí)間參考時(shí)鐘或掛鐘。掛鐘（請(qǐng)參閱 圖 2-1）可以建模為一個(gè)以固定增量切換的計(jì)數(shù)器。

gPTP 可執(zhí)行三個(gè)主要任務(wù)。第一個(gè)任務(wù)是將從設(shè)備 ECU 的掛鐘與主設(shè)備 ECU 的掛鐘同步，因?yàn)槊總€(gè) ECU 的啟動(dòng)時(shí)間可能不同。如 圖 2-2 所示，要使兩個(gè)掛鐘同步，延遲 Δt 必須相同。

gPTP 的第二個(gè)任務(wù)是校正掛鐘源的 PPM 漂移。每個(gè)時(shí)鐘都有一些 PPM 時(shí)鐘漂移，這會(huì)導(dǎo)致頻率發(fā)生輕微漂移。因此，即使延遲已經(jīng)對(duì)齊，時(shí)鐘的 ppm 漂移也可能在每個(gè)周期之間引入額外的延遲 Δf。

為了解決兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間的計(jì)數(shù)器差異（時(shí)間偏移）和頻率差異（時(shí)鐘漂移），主設(shè)備 ECU 和從設(shè)備 ECU 可以交換一組時(shí)間戳來計(jì)算差異。在計(jì)算兩個(gè)掛鐘之間的延遲時(shí)，由于時(shí)間戳在主設(shè)備和從設(shè)備之間傳輸需要時(shí)間，因此存在一個(gè)路徑延遲。

gPTP 的第三個(gè)任務(wù)是計(jì)算并考慮這種路徑延遲。

圖 2-4 展示了主設(shè)備與從設(shè)備之間交換的時(shí)間戳集合，用于計(jì)算路徑延遲、時(shí)間偏移和時(shí)鐘漂移補(bǔ)償。