基于FAST的TSN交换（6）基于FPGA的PTP时间同步实现

最新推荐文章于 2024-10-28 10:28:08 发布

猿学笔记

最新推荐文章于 2024-10-28 10:28:08 发布

阅读量3.8k

点赞数 2

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： TSN FAST 文章标签： FAST TSN PTP

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_37537704/article/details/86751112

本文详细介绍了基于FAST的TSN交换中，如何利用FPGA实现PTP时间同步。通过RxC、PTP-UDA和PTP-UDO模块，实现了PTP协议的硬件处理，包括时间信息的标记、处理以及跨时钟域的同步。PTP时间同步逻辑允许在无需软件参与的情况下，实现精确的时间同步和延迟补偿，适用于TSN网络中的时间敏感应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

基于FAST的TSN交换（6）基于FPGA的PTP时间同步实现

时间同步是TSN交换实现的前提。802.1AS规范定义了TSN网络同步的方法，其基本思路还是利用IEEE 1588v2定义的PTP协议，将网络中所有的时间从设备与时间主设备的时间进行同步。在基于FAST流水线的TSN实现中，与PTP协议相关的逻辑主要有接收控制逻辑（RXC），PTP-UDA模块以及PTP-UDO模块。这三个模块密切协同实现PTP时间同步而不需要软件参与。

一、FAST-TSN-04的PTP实现模型

在FAST-TSN-04的PTP协议实现模型如下图所示，主要由RxC、PTP-UDA和PTP-UDO模块组成。其中RxC模块位于FPGA OS内部，是FAST平台固有的逻辑，而PTP-UDA和PTP-UDO是FAST扩展的流水线模块，只有需要支持PTP协议的流水线才需要嵌入这两个模块。

在这里插入图片描述
（1）主要功能模块
每个从接口接收的分组首先进入RxC模块。RxC模块首先不加区分的为每个分组打上48比特接收时间戳。接收时间戳被填写在分组的元数据中，随着分组一同进入FAST流水线处理。由于接口时钟频率为125MHz，因此时间戳的精度为8ns。RxC模块位于输入缓存之前，因此输出缓存的拥塞和调度机制不影响接收时间戳标记的准确度。
PTP-UDA模块位于FAST流水线的开始，负责PTP协议的处理。根据软件配置，PTP-UDA可以工作在时间主模式或是时间从模式。
PTP-UDA内部的状态机控制整个时间同步过程，由于时间同步完全由硬件实现，因此同步过程中不需要followup消息，主从之间只交换sync、delay_req和delay-resp三类消息，关于PTP消息详细的交互流程以及offset的计算已有大量文章介绍，本文不再赘述。