精确时间基础IP核: IEEE1588v2普通和边界时钟

精确时间基础IP核
IEEE1588v2普通和边界时钟

PreciseTime Basic 是符合 IEEE1588-2008 v2 标准的 Xilinx FPGA 时钟同步 IP 内核。它能够准确地为 IEEE 1588 报文添加时间戳，并提供兼容的计时器。所有这些过程都由硬件模块执行。

PreciseTime Basic IP 由不同的硬件和软件元素组成：

硬件时间戳单元（TSU），能够对 IEEE 1588 事件消息进行精确时间戳，并提供亚微秒精度的可调计时器。事实上，PreciseTimeBasic 提供了两个版本的 TSU：PTB TSU 和 PTBLite TSU。

PreciseTime Basic IP 由不同的硬件和软件元素组成：

硬件时间戳单元（TSU），能够对 IEEE 1588 事件消息进行精确时间戳，并提供亚微秒精度的可调计时器。事实上，PreciseTimeBasic 提供了两个版本的 TSU：PTB TSU 和 PTBLite TSU。
软件 PTP 参考设计。 SoC-e 提供了一个 Linux 内核补丁，允许使用 Linux PTP 硬件时钟（PHC）子系统访问 TSU。还提供了具有附加功能的开源 LinuxPTP 软件堆栈的修改版本。由于其模块化设计，移植到其他操作是可行的。

PTP TSU

PTB TSU 被设计为连接到 MAC 和 PHY 之间的介质独立接口（[G]MII），解析所有以太网帧并检查哪些帧是 IEEE 1588。

PTBLite TSU

PTBLite TSU 利用 Zynq GMAC 中包含的 PTP 解析器来提供使用较少 FPGA 资源的 TSU，但 PS GMAC 上的 IEEE 1588 硬连线逻辑施加了一些限制。

硬件特点：

支持的 10/100/1000Mbps/AXI-Stream（适用于 10Gbps/25Gbps）接口
32 位秒 / 32 位纳秒计数器
32 位亚纳秒频率调整
提供每秒一个脉冲输出
提供频率可选输出（1 KHz/2 KHz/4 KHz/8 KHz/16 KHz/32 KHz）
最低的 FPGA 资源利用率
警报生成
事件时间戳

软件特点

普通时钟（从和主）操作
端到端和点对点延迟机制支持
在第 2 层（以太网）和第 3 层（IPv4）接口上支持 PTP
它可以与 HSR-PRP 和托管以太网 IP 核结合使用
VLAN 支持
工业型材：默认、电源、电源实用程序 IEC 61850-9-3、IEEE 802.1AS
汽车简介： IEEE 802.1AS 通用 PTP （gPTP）配置文件
企业档案/5G/电信档案：G.8265.1、G.8275.1 和 G.8275.2

IRIG-B Slave 特性

支持 DCLS 和 AM 调制
AM 信号的内部滤波
支持所有 IRIG-B 编码表达式，包括年份信息、控制函数和直接二进制秒
IEEE-1344 扩展支持
输入类型（IRIG-B 时间码）可在实施前和动态中进行配置
实现与 SPI、QSPI 和 MICROWIRE 协议兼容的通用 ADC 控制器

IRIG-B Master 特性

支持 DCLS 和 AM 调制
支持所有 IRIG-B 编码表达式，包括年份信息、控制函数和直接二进制秒
IEEE1344 扩展支持
输出类型（IRIG-B 时间码）可在实施前和动态中进行配置
实现与 SPI、QSPI 和 MICROWIRE 协议兼容的通用 DAC 控制器

Free Running Timer 功能

完全由用户管理（时间和频率调整）

想了解更多信息，欢迎通过info@intelnect.com联系虹科

支持的 Xilinx FPGA 系列和评估板

以下 Xilinx FPGA 系列可支持 PreciseTimeBasic：

7 系列（Zynq SoC、Spartan、Artix、Kintex、Virtex）
超大规模（Kintex、Virtex）
Ultrascale+ （Zynq MPSoC、Kintex、Virtex）
Versal ACAP

它旨在通过利用新的 Xilinx Vivado 工具轻松集成到您的 FPGA 设计中，该工具允许在图形用户界面中使用 IP 核并以简单的方式配置 IP 参数。

在 IEEE 1588 系统中获得的最终精度取决于许多因素（本地时钟的频率和质量、时间戳在数据链中的位置等）。作为参考，下图显示了由 Commercial Grandmaster 设备生成的 PPS 与由 Zedboard Avnet Devopment T平台生成的 PPS 之间的测量误差，该平台在 ARM 处理器中运行 LinuxPTP 软件堆栈，并使用 PreciseTimeBasic 进行硬件辅助时间戳 （+/- 50 ns）。