利用LinuxPTP进行时间同步(软/硬件时间戳) - 研一

转自:https://blog.csdn.net/BUPTOctopus/article/details/86246335

官方文档:https://access.redhat.com/documentation/en-us/red_hat_enterprise_linux/6/html/deployment_guide/s1-using_ptp

查看网卡是否支持软硬件时间戳:

bash 复制代码
sudo ethtool -T eno1
c 复制代码
Time stamping parameters for eno1:
Capabilities:
	hardware-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE)
	software-transmit     (SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE)
	hardware-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE)
	software-receive      (SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE)
	software-system-clock (SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE)
	hardware-raw-clock    (SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE)
PTP Hardware Clock: 0
Hardware Transmit Timestamp Modes:
	off                   (HWTSTAMP_TX_OFF)
	on                    (HWTSTAMP_TX_ON)
Hardware Receive Filter Modes:
	none                  (HWTSTAMP_FILTER_NONE)
	all                   (HWTSTAMP_FILTER_ALL)
	ptpv1-l4-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC)
	ptpv1-l4-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ)
	ptpv2-l4-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_SYNC)
	ptpv2-l4-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_DELAY_REQ)
	ptpv2-l2-sync         (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_SYNC)
	ptpv2-l2-delay-req    (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_DELAY_REQ)
	ptpv2-event           (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT)
	ptpv2-sync            (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_SYNC)
	ptpv2-delay-req       (HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_DELAY_REQ)

软件时间戳需要包括参数

SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE

SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE

SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE

硬件时间戳需要包括参数

SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE

SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE

SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE

查看Usage

ptp4l -h

c 复制代码
1
  延迟机制选项
  -A 			Auto,自动选择延迟机制。,从E2E开始,当收到对等延迟请求时切换到P2P
  -E 			E2E,选择延迟请求 - 响应(E2E)机制。 默认是用这个机制。 单个PTP通信路径上的所有时钟必须使用相同的机制。 使用E2E机制在端口上收到对等延迟请求时,将输出warning
  -P 			P2P,对等延迟机制
  网络传输选项
  -2 			IEEE 802.3
  -4 			UDP IPV4(默认)
  -6 			UDP IPV6
  时间戳选项
  -H  			使用硬件时间戳(默认)
  -S  			使用软件时间戳					
  -L  			LEGACY HW时间戳
  其他选项
  -f	[file]	从指定文件file中读取配置。 默认情况下不读取任何配置文件。
  -i	[dev]	选择PTP接口设备,例如eth0(可多次指定)必须至少使用此选项或配置文件指定一个端口。
  -p	[dev]	在Linux内核v3.5之前,无法发现与网络接口关联的PHC设备。 此选项指定在旧内核上运行时要使用的PHC设备(例如/ dev/ptp0)。要使用的时钟设备,默认为auto,忽略软件/ LEGACY HW时间戳(不推荐使用此选项)
  -s			slaveOnly mode,从时钟模式(覆盖配置文件)
  -t			透明时钟模式
  -l	[num]	将日志记录级别设置为'num',默认是6
  -m			将消息打印到stdout
  -q			不打印消息到syslog
  -v			打印软件版本并退出
  -h			help

2、run linuxptp

2.1 软件时间戳,主从模式测试

服务端(主钟):

bash 复制代码
sudo ptp4l -i enp0s31f6 -m -S

客户端(从钟):

bash 复制代码
sudo ptp4l -i eno1 -m -S -s

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5![在这里插入图片描述](https://file.jishuzhan.net/article/1702918219917955074/a7fbec3402894bd4bd3b177d26148346.png)

fa2f6de3b904a25802eec8b79ae23fe.png)

运行一会儿以后:

log中的内容为:

master offset : 即PTP协议中定义的主从端时间差,单位:ns

s0,s1,s2 : 表示时钟伺服器的不同状态,s0表示未锁定,s1表示正在同步,s2表示锁定,锁定状态表示不会再发生阶跃行同步,只是缓慢调整

freq:

port 0:INITIALIZING to LISTENING on INIT_COMPLET : 本地PTP管理的Unix域socket;

port 1:new foreign ... : eno1上的端口;

从钟端口状态由UNCALIBRATED 变为SLAVE时,则从钟已经成功地与best master同步。

2.2 硬件时间戳测试

服务端(主钟):

bash 复制代码
sudo ptp4l -i enp0s31f6 -m -H

客户端(从钟):

bash 复制代码
sudo ptp4l -i eno1 -m -H -s

如果要修改系统时间的话,需要PHC把通过PTP协议获取到的时间 同步到系统上,执行phc2sys命令:

bash 复制代码
#主钟
sudo phc2sys -m -s CLOCK_REALTIME -c enp0s31f6 -w
sudo ptp4l -i enp0s31f6 -m -H
#从钟
sudo phc2sys -m -s eno1 -w
sudo ptp4l -i eno1 -m -H -s

运行结果:

从钟:

显然用硬件时间戳同步的精度高得多,而且这只是一块普通网卡,走的还是校园网

2.3 配置文件

运行时使用-f可以指定配置文件,命令行会覆盖配置文件,常用的配置项如下('#'后面是注释,实际配的时候要留注释的话注释需要单独一行,目前是这样):

bash 复制代码
[global]
twoStepFlag             1 #PTP两步模式是否开启
clientOnly              0 #
socket_priority         0
priority1               128 #对应BMCA里的优先级1
priority2               128 #对应BMCA里的优先级2
domainNumber            0   #PTP域number
#utc_offset             37 #配置闰秒,截止目前是37秒,一般不用配置因为时钟源配过(默认是注释的)
clockClass              248 #对应BMCA里的clockClass
............
logAnnounceInterval     1  # log间隔
delayAsymmetry          0  # 可配置的链路不对称性,正数表示rx比tx延迟高,负数表示低,单位ns。
............
BMCA                    ptp # 指定BMCA算法 ptp、noop、自定义
............
ptp_dst_mac             01:1B:19:00:00:00
p2p_dst_mac             01:80:C2:00:00:0E
......
clock_type              OC
network_transport       UDPv4 #L2 UDPv4 UDPv6,对应命令行的-2 -4 -6
delay_mechanism         E2E # E2E P2P

2.4 透明时钟(TC)模式测试(已修复)

/- 这个bug已经修复了 -\

TC和BC都需要至少有两个interface;

执行以下命令

bash 复制代码
sudo ptp4l -i eno1 eno2 -m -H -t

提示无效的选项:

嗯?usage里分明写着 -t 是transparent clock 啊

sudo vim ptp4l.8

嗯,-f -i -m -p -l -i -A -E -P -2 -4 -6 -H -S -L -q -v -h

??就是没有-t,不懂了

手动TC/BC:需要设备有俩网卡,一个卡绑从钟一个卡绑定主钟,来实现TC/BC。效果其实差不多。

最近开发时遇到的USRP的U L O问题:

c 复制代码
"U"错误
当host PC或运行于其上的应用程序不能为USRP以足够快速率提供样值时,往往会出现"U"错误,举例说明:USRP以设定的采样速率为5M/s需求样值,而host PC却只能以低于5M/s的速率提供样值时,就会出现"U"错误。
"O"错误
当host PC或运行于其上的应用程序不能以足够快的速率来处理USRP提供的样值时,往往会出现"O"错误,距离说明:当USRP以设定的采样速率为5M/s提供样值,而host PC却只能以处理低于5M/s的速率处理样值是,就会出现"O"错误。
"L"错误
USRP的设计机理是:要求Packet中的时间戳要早于FPGA中的时间戳。如果指令到达FPGA时Packet中的时间戳已经过时,USRP会给出"L"错误,也就是指令到达的时间比预计执行时间要晚。
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