从时钟时间同步概述

从时钟时间同步（TransceiveTime），是一种将时间信息发送到时钟源的方法，用以测量当前的时间。同步时钟的作用是保证主从节点之间的时间同步。主从节点之间进行的通信需要同步时钟来完成，而从节点之间也需要进行同步才能保证通信质量。

对于网络通信协议来说，主节点与从节点之间传输协议和数据包不会存在错误；但是对于硬件电路来说，就需要采用一定的方法来保证主从式时间同步。当主从时钟不一致时，就会导致通信信号丢失；同时，当主从式时间不同步时，也会导致主从节点之间出现传输数据包错误、网络拓扑错误。注意：以下内容仅供参考。

1、原理介绍

在网络中，一个节点的时间信息通过时钟信号传递给另一个节点。一个时钟信号为1ns，如果另一个节点的时间信息为1ms，那么前者的时钟信号就是后者的2倍。如果后者的时钟信号也为10ms，那么两者之间就相差100ms。
在这100ms的时间间隔内，就是从时钟所产生的时间间隔，在这个时间内将接收到来自主节点的时间信息，将收到来自从节点的时间信息反馈给主节点，也就是反馈回主节点。同时根据收到的从节点时间信息进行计算。这里计算出来的时间值与真实值之间就存在一个偏差。为了使这种偏差减小到低范围内，也就是从时钟所产生的间隔为10ms时，必须保证从时钟与主时钟之间能准确同步。这样才能保证网络通信质量。

2、硬件实现

从时钟时间同步系统采用了 FPGA+ MCU的方案。时钟芯片采用的是片具有高精度、低功耗、高集成度和高性价比等特点，能满足大多数时钟产品的要求。另外，芯片内还集成了温度补偿、晶振驱动和时钟抖动补偿等电路模块，方便电路实现。工业级芯片工作时首先通过外部时钟源产生一个时钟信号，接着再将该信号作为时钟同步信号发送到主从时钟芯片中。同时，主从时钟芯片内部还集成了温度补偿和晶振驱动模块，在芯片内部的温度补偿电路和晶振驱动模块可以保证主从时钟芯片内部产生的时间信息是一致的；同时在晶振驱动电路中加入了可编程增益模块，可以根据实际需求对晶振进行调节以达到同步的目的。
3、系统搭建
从时钟时间同步的原理是采用可编程晶振，在从时钟信号上加1个外部触发器，可编程触发器将采样时钟信号转换为频率与相位信息。这种方式不能实现主从时钟同步，需要在硬件上增加一个可编程的晶振来实现从时钟时间同步。
下面用到的是UART串口，其支持从时钟方式，在UART接口中加入一个可编程的晶振，UART串口将会根据采样时钟频率与相位信息来产生一个数据包。这个数据包首先经过一系列的模数转换，然后转换为数字信号输出，到系统中的各个模块。同时，一个外部触发器对该数据包进行处理，在将该数据包发送给主节点后会经过一个同步时钟产生电路和外部触发器进行定时计数。