ZHDA183 June   2026 AM2611 , AM2612 , AM2612-Q1 , AM2631 , AM2631-Q1 , AM2632 , AM2632-Q1 , AM2634 , AM2634-Q1 , AM263P2 , AM263P2-Q1 , AM263P4 , AM263P4-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 机器人确定性挑战
    2. 1.2 为什么标准以太网无法支持实时通信
      1. 1.2.1 队首阻塞
      2. 1.2.2 缺少时间同步
      3. 1.2.3 无流量调度
    3. 1.3 基于时间敏感网络 (TSN) 的建议解决方案
      1. 1.3.1 什么是 TSN？
      2. 1.3.2 IEEE 1588（802.1AS gPTP - 通用精确时间协议）
      3. 1.3.3 IEEE 802.1Q (VLAN)
      4. 1.3.4 IEEE 802.1Qbu/Qbr（IET - 交错快速流量/帧抢占）
      5. 1.3.5 IEEE 802.1Qbv（EST - 调度流量增强）
      6. 1.3.6 CPSW 专属硬件特性
  5. 2示例用例：机器人中的分布式运动控制
    1. 2.1 典型情景
    2. 2.2 网络拓扑要求
      1. 2.2.1 为什么选择菊花链？
      2. 2.2.2 菊花链以太网解决方案的实际应用
    3. 2.3 通信要求
    4. 2.4 测试实现
  6. 3系统概述和架构
    1. 3.1 硬件架构
      1. 3.1.1 AM261x LaunchPad
      2. 3.1.2 CPSW 子系统概述：
    2. 3.2 软件架构
  7. 4实现示例
    1. 4.1 标准以太网 + CPSW InterVLAN 路由
      1. 4.1.1 什么是 Inter-VLAN 路由
      2. 4.1.2 此实现方案如何利用 Inter-VLAN 路由：
      3. 4.1.3 测试 1 基准测试
    2. 4.2 集成 gPTP 时间同步 (IEEE802.1AS)
      1. 4.2.1 什么是 PTP 时间同步？
      2. 4.2.2 此实现方案如何使用 GPTP 时间同步
      3. 4.2.3 测试 2 基准测试
    3. 4.3 集成 VLAN (IEEE802.1Q)
      1. 4.3.1 什么是 VLAN？
      2. 4.3.2 此实现方案如何利用 VLAN
      3. 4.3.3 测试 3 基准测试
    4. 4.4 集成 IET 帧抢占 (IEEE802.1Qbu/Qbr)
      1. 4.4.1 什么是 IET（交错快速流量）？
      2. 4.4.2 此实现方案如何利用 IET
      3. 4.4.3 测试 4 基准测试
    5. 4.5 集成 EST 调度 (IEEE802.1Qbv)
      1. 4.5.1 什么是 EST？
  8. 5结语
  9. 6挑战和调试注意事项
    1. 6.1 网络拓扑验证
    2. 6.2 流量分析
    3. 6.3 主机端口流量监控
    4. 6.4 PHY 链路管理
    5. 6.5 数据包未转发到下一个节点
    6. 6.6 错误处理和重试
    7. 6.7 高优先级数据包的高延迟或抖动
    8. 6.8 gPTP 不同步
  10. 7参考资料

4.2.1 什么是 PTP 时间同步？

精确时间协议 (PTP) 由 IEEE 1588 标准定义，是一种网络协议，用于以亚微秒的精度同步整个计算机网络的时钟。

该协议使用主从架构运行。高精度基准时钟（称为 Grandmaster）通过网络将带时间戳的消息发送到从站器件。通过测量这些数据包的准确离开和到达时间，接收节点可以通过数学方法计算并消除网络路径延迟。这种对硬件级时间戳标签的依赖最大限度地减少了软件处理滞后，使得 PTP 比基于软件的传统方法（如网络时间协议 (NTP)）要精确得多。因此，它是时间关键型行业的关键技术，包括移动电信、电网、自动化制造和高频金融交易。

两步 PTP 时间同步图 4-3 两步 PTP 时间同步

TI AM261x 器件提供 2 步 PTP 机制，其中时间发送器（PTP 主器件）在时间戳 T1 时共享 SYNC 消息，然后使用 T1 发送一条 FOLLOW UP 消息。SYNC 消息在 T2 时到达的接收器。然后，控制器在时间戳 T3 时发送 DELAY REQ。控制器在 T4 时接收到该信息。

使用 PTP 接收器上提供的这四个时间戳，计算延迟和偏移，并使用偏移量通过 CPSW 的 CPTS 块调整 PPM 时钟。

在 2 个节点之间，基准测试显示时间同步抖动小于 40ns。因此，对于两个对等 TI AM261x 器件，在同步后的任何时间点，时钟偏移不会超过 40ns。