基于FPGA的纳秒级时间同步方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于FPGA的纳秒级时间同步方法、装置及设备，该方法具体包括以下步骤：Master授时设备根据GPS实时更新本地时间；Master授时设备通过PTP协议实时向SOC的从端授时；Master授时设备和SOC的从端分别发送pps至示波器；从端根据Master授时设备的pps、从端的pps以及示波器的量取值，得到两者之间的时间偏差，进行补偿，使得从端的时间与Master授时设备同步。本发明专利技术能够精确获取本地时钟以及获取时间偏差，采用SOC对本地时钟进行补偿计算，实现同步，本发明专利技术能够达到纳秒级的时间同步，满足无人驾驶方面的同步要求。满足无人驾驶方面的同步要求。满足无人驾驶方面的同步要求。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的纳秒级时间同步方法、装置及设备


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于FPGA的纳秒级时间同步方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]自动驾驶汽车内部拥有高精度时间同步后，汽车反应才能更灵敏，障碍物勘测和制动油门方能紧密结合在一起。自动驾驶车辆才能运行自如，比如：需要行驶时踩油门就走，需要刹车时就及时刹车。此外，车辆前后的雷达探头和倒车影像在获得高精准几纳秒水平的时间同步后，可精准定位车前障碍物，及时避开，避免事故发生。自动驾驶如果获得汽车之间的高精度时间同步后，相互之间才能准确感知对方的具体位置，从而能够相互避让、避免碰撞。未来，红绿灯都可取消了，十字路口全是井然有序快速交叉通行的自动驾驶汽车。
[0003]IEEE 1588协议，又称ptp(precise time protocol
‑‑
精准时间协议)，是一种高精度网络授时协议。其本身只是用于设备之间的高精度时间同步，但也可被借用于设备之间的频率同步。相比NTP(NetworkTime protocol，网络时间协议)，PTP能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于FPGA的纳秒级时间同步方法，其特征在于，具体包括以下步骤：Master授时设备根据GPS实时更新本地时间；Master授时设备通过PTP协议实时向SOC的从端授时；Master授时设备和SOC的从端分别发送pps至示波器；从端根据Master授时设备的pps、从端的pps以及示波器的量取值，得到两者之间的时间偏差，进行补偿，使得从端的时间与Master授时设备同步。2.根据权利要求1所述的纳秒级时间同步方法，其特征在于，Master授时设备的pps和从端的pps之间的时间偏差通过以下步骤得到，其中以下主时钟为Master授时设备的时钟，从时钟为从端的时钟：A1:主时钟向从时钟发送Sync报文，并记录发送时间t1；A2:从时钟收到Sync报文后，记录接收时间t2；A3:主时钟发送Sync报文之后，接着向从时钟发送携带t1的Follow_Up报文；A4:从时钟向主时钟发送Pdelay_Req报文，并记录发送时间t3；A5:主时钟收到Pdelay_Req报文后，记录接收时间t4；A6:主时钟向从时钟回复携带t4的Pdelay_Resp报文，并记录发送时间t5；A6:从时钟收到Pdelay_Resp报文后，记录接收时间t6；A7:主时钟发送Pdelay_Resp报文之后，接着向从时钟发送携带t5的Pdelay_Resp_Follow_Up报文；A8:主时钟和从时钟的时间偏差Δt通过下式得到：Δt＝[(t4+t5)
‑
(t3+t6)]/2；其中：t3、t4、t5、t6为上述从时钟获得的时间戳。3.根据权利要求2所述的纳秒级时间同步方法，其特征在于，时间戳的标记置于mac层与phy层之间。4.根据权利要求3所述的纳秒级时间同步方法，其特征在于，所述SOC的从端通过以下步骤实现时间补偿，从端包括：IP模块、ptp_rx模块、Mac_rx模块、ptp_tx模块、Mac_tx模块、ptp_parse模块以及local_timer模块；B1：IP模块将接收到的ptp报文进行数据转换，并同时发送给ptp_rx模块以及Mac_rx模块；B2：Mac_rx模块对接收到的ptp报文进行crc校验，并将校验结果发送给ptp_rx模块；ptp_rx模块对接收到的ptp报文进行如下解析，若ptp报文为Sync报文，则从local_timer模块获取t2，从ptp报文中获取seq_id，且当crc校验正确时，保留t2以及seq_id；否则，丢弃t2和seq_id；若ptp报文为Follow_Up报文，则从ptp报文中获取t1和seq_id，且当crc校验正确时，保留t1以及seq_id，ptp_tx模块发送Pdelay_Req报文给Mac_tx模块，Mac_tx模块为该报文添加crc校验码后发送给IP模块，IP模块进行数据转换后对外发出，同时从local_timer模块获取t3，此时t3加上根据示波器的量取值，形成新的t3；否则，丢弃t1、t2和seq_id；若ptp报文为Pdelay_Resp报文，则从local_timer模块获取t6，从ptp报文中获取t4和
seq_id，且当crc校验正确时，保留t4、t6以及seq_id；否则，丢弃t1、t2、t3、t4、t6和seq_id；若ptp报文为Pdelay_Resp_Follow_Up报文，从ptp报文中获取t5和seq_id，且当crc校验正确时，保留t5、seq_id，并将t1
‑
t6和seq_id发送给ptp_parse模块，ptp_parse模块判断t1
‑
t6的seq_id相同后，利用Δt＝[(t4+t5)
‑
(t3+t6)]/2得到时间偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文龙，黄玮，何弢，张润玺，
申请(专利权)人：上海酷移机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：