[参考译文] PROCESSOR-SDK-AM64X：PRU PPS PTP 同步问题

admin

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https://e2e.ti.com/support/processors-group/processors/f/processors-forum/1532819/processor-sdk-am64x-pru-pps-ptp-sychronization-issues

器件型号：PROCESSOR-SDK-AM64X

工具/软件：

您好、

我正在使用 TQMa64xxL 在定制电路板上测试 PROCESSOR-SDK-LINUX-RT AM64X 版本：11.00.09.04 (debia-Trixie)。
我的用例是获取同步其他器件所需的准确 PPS 输出信号。
我已通过 PRP 将 Meinberg 主时钟连接到 PRU0 和 PRU1、连接和冗余正常工作。
使用命令“/root/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 1“成功激活 PPS out 后、我得到了与相比较的 pps 信号
来自主时钟的参考 PPS（如下图所示；蓝色为 gm pps、黄色为 am64xpps）。

然后运行 ptp4l、在一段时间后使时钟同步 (ptp4l log bellow)、但与基准 gm pps 相比、AM64x 生成的 PPS 信号仍然具有很大的偏移。

然后、当我将其关闭并再次打开时、Pps OUT 信号仅接近基准信号。

root@debian:~# /root/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 0
pps for system time request okay
root@debian:~# /root/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 1
pps for system time request okay

为什么关闭并再次打开 Pps 信号会减少参考信号的偏移并使用 ptp4l 所做的时间校正？

我在 ti-linux-kernel 存储库中找到信息、即 PPS 同步的修复是在 2024 年 11 月 11 日左右在 icssg-prueth 中实现的 https://git.ti.com/cgit/ti-linux-kernel/ti-linux-kernel/commit/?id=dc065076ee7768377d7c16af7d1b0767782d8c98 、并且仅在 PPS 信号开启时执行。是否不应该在 ICSS-IEP 中实现类似的修复、以便在 ptp4l 执行的校正过程中正确校正 PPS 信号偏移？

4 个月前

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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你好、Michal、

为什么关闭并再次打开 pps 信号会减少参考信号的偏移量、并使用 ptp4l 所做的时间校正？

请注意、来自 testptp 的 PPS 信号只能通过确保 testptp 运行来同步到 ptp4l 之后 ptp4l 正在运行。如果 ptp4l 曾经重新启动、您还应该确保 testptp 重新启动、以便 PPS 信号可以重新同步到 ptp4l。请参阅以下内容

https://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/AM64X/latest/exports/docs/linux/Network/内核 Foundational_Components Kernel_Drivers .html

尽管我提到的链接适用于 CPSW 以太网、但同样的概念也适用于在 PRU_ICSSG 以太网上运行 PTP。

如果您还有其他问题、敬请告知。

-道林

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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您好、 Daolin、

感谢您的答复。

请注意、通过确保 testptp 运行、来自 testptp 的 PPS 信号只能同步到 ptp4l 之后 ptp4l 正在运行。如果 ptp4l 曾经重新启动、您还应该确保 testptp 重新启动、以便 PPS 信号可以重新同步到 ptp4l。 [/报价]
我描述的问题也发生在另一种情况下。根据注释、即使我先启动 ptp4l（等待同步）、然后打开 PPS 输出并在下一步中长时间断开主时钟（例如 30 分钟）、然后 AM64x 时钟不同步、因此 PPS 输出从主时钟移出很大距离基准 PPS 脉冲、然后在将主时钟重新连接到 AM64x 后、PPS 输出绝不会与基准 PPS 同步、就像在断开主时钟之前那样。它将偏移几毫秒、直到 PPS 输出关闭并使用 testptp 再次开启。

也许有一个解决方案（修复/改进内核驱动程序）来避免这种行为,并使 ptp4l 始终能够同步 PPS 输出?
如果 PPS 是否正确同步、则很难从 Linux 用户空间检测到。 Ptp4l 显示主器件偏移为几纳秒、而 PPS 输出偏移为几毫秒。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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您好、Michal、

根据注释、即使我先启动 ptp4l（等待同步）、然后打开 PPS 输出、然后在下一步中断开主时钟长时间（例如 30 分钟）、然后 AM64x 时钟不同步、因此 PPS 输出从主时钟移出很大距离基准 PPS 脉冲、然后在将主时钟重新连接到 AM64x 后、PPS 输出绝不会与基准 PPS 同步、就像在断开主时钟之前那样。它将偏移几毫秒、直到 PPS 输出关闭并使用 testptp 再次开启。

感谢您解释这一特殊情况。还有一个问题、当主时钟断开时、ptp4l 是否停止运行？根据该注释、当 ptp4l 从未停止运行或同步停止时、PPS 信号必须在 PTP 同步恢复后停止并再次启动。

我在 ti-linux-kernel 存储库中找到以下信息：pPS 同步的修复是在大约 11.2024 年 11 月 11 日 https://git.ti.com/cgit/ti-linux-kernel/ti-linux-kernel/commit/?id=dc065076ee7768377d7c16af7d1b0767782d8c98 的 icssg-prueth 中实现的、并且仅在打开 PPS 信号时执行。是否不应该在 ICSS-IEP 中实现类似的修复、以便在 ptp4l 执行校正期间正确校正 PPS 信号偏移？

我还将与开发人员联系、了解开发人员是否可以在 PTP 同步时同步 PPS、而无需重新启动 PPS。

我正在使用 TQMa64xxL 在定制电路板上测试 PPS-AM64X 版本：11.00.09.04 (Debian-Trixie)。

即使我先启动 PROCESSOR-SDK-LINUX-RT 时钟同步、再打开下一个时钟时间为长（示例）、请等待 ppt430 分钟、然后 AM64x 时钟不同步、因此 PPS 输出从主时钟移出很大距离基准 PPS 脉冲、然后在将主时钟重新连接到 AM64x 后、PPS 输出绝不会与基准 PPS 同步、就像在断开主时钟之前那样。它将偏移几毫秒、直到 PPS 输出关闭并使用 testptp 再次开启。

您是否有访问 AM64x EVM 的权限？如果是、您是否能够复制 AM64x EVM 上描述的用例？

-道林

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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尊敬的 Daolin：

感谢您解释这一特殊情况。还有一个问题、当主时钟断开时、ptp4l 是否停止运行？根据该注释、当 ptp4l 从未停止运行或同步停止时、PPS 信号必须在 PTP 同步恢复后停止并再次启动。 [/报价]
当主时钟断开连接时、ptp4l 仍然工作并寻找主时钟、因此根据注释停止并再次启动 PPS 信号不应该是必需的。

我还将与开发此初始补丁的开发人员联系、看看在 PTP 同步时是否可以同步 PPS、而无需重新启动 PPS。

谢谢。这将是最好的解决方案;-)。

您是否具有 AM64x EVM 的访问权限？如果是、您是否能够复制 AM64x EVM 上描述的用例？

遗憾的是、我无法访问 AM64x EVM、但在我的定制电路板上、PPS 输出接线与 EVM 上的接线相同。
[/quote]

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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您好、Michal、

主时钟断开时、ptp4l 仍然工作并查找主时钟、因此根据注释停止并再次启动 PPS 信号不应该是必需的。

感谢您的确认、让我在内部检查这一特定案例。然而、根据我从开发人员得到的反馈（“ PTP 同步应发生并在触发 PPS 之前达到稳定状态：）、似乎不只是 PTP 停止的情况、如果 PTP 同步不稳定且需要重新同步、则 PPS 应在 PTP 重新同步后重新启动。这似乎适用于这种特定情况、在断开和重新连接电缆后、需要校正 PTP 同步、此时 PPS 不会动态更新以反映这一点。

我还将与开发人员联系、了解开发人员是否可以在 PTP 同步时同步 PPS、而无需重新启动 PPS。

谢谢。这将是最好的解决方案;-)。
[/报价]
我得到了反馈、对于 PRU_ICSSG 接口、通常必须在 PTP 完成同步后手动重新启动 PPS。 “进行 PTP 同步时、底层 PTP 时钟会得到校正、但已经生成的 PPS 信号不会产生任何影响。因此、尽管时钟同步、您不会看到 PPS 信号实现同步“

但是、我询问是否有机会在无需重新启动 PPS 的情况下将 PPS 信号动态调整为 PTP 时钟校正。作为免责声明、由于开发人员本周正在开展其他一些高优先级活动、因此可能需要一些时间才能获得一些反馈。

您是否有访问 AM64x EVM 的权限？如果是、您是否能够复制 AM64x EVM 上描述的用例？

遗憾的是、我无法访问 AM64x EVM、但在我的定制电路板上、PPS 输出接线与 EVM 上的接线相同。
[/报价]
我计划在我这边的 AM64x EVM 上尝试和测试它、但我可能只有在星期四之后才能使用。如果您没有收到星期四的回复、请 Ping 此主题。

-道林
[/quote]

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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您好、Michal、

Michal Bajkacz 说：
您是否有访问 AM64x EVM 的权限？如果是、您是否能够复制 AM64x EVM 上描述的用例？

遗憾的是、我无法访问 AM64x EVM、但在我的定制电路板上、PPS 输出接线与 EVM 上的接线相同。

我计划在我这边的 AM64x EVM 上尝试和测试它、但我可能只有在星期四之后才能使用。如果您没有收到星期四的回复、请 Ping 此主题。

[/报价]

我尝试通过设置以下内容来复制您描述的特定案例：

测试拓扑：

AM64x EVM（Grandmaster 时钟）<-->AM64x EVM（跟随器时钟）
两个运行 Yocto 构建的 RT-Linux SDK 10.1 的 EVM（这是我手头的工作，需要一些时间才能使用相同的 Debian RT-Linux SDK 11.0 进行设置）
连接在两个 EVM 上的 eth2 (PRU-ICSSG) 接口上
使用逻辑分析仪测量两个 EVM 上 J18 接头上的 PPS 信号（ME 未准备好示波器）

测试顺序：

使用 ptp4l -P –2 -H -i eth2 -f gPTP.cfg --step_threshold=1 -m -q -p /dev/ptp2 开始同步、其中 gPTP.cfg 文件的内容在以下代码片段中指定。
等待同步完成
使用/usr/kernel-selftest/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 1 打开 PPS 输出
断开电缆并等待 30 分钟
重新连接电缆并观察 PPS 偏移

root@am64xx-evm:~# cat gPTP.cfg 
# 802.1AS example configuration containing those attributes which
# differ from the defaults. See the file, default.cfg, for the
# complete list of available options.
#
[global]
gmCapable 1
priority1 100 <---100 for Grandmaster, 240 for follower
priority2 248
logAnnounceInterval 0
logSyncInterval -3
syncReceiptTimeout 3
neighborPropDelayThresh 800
min_neighbor_prop_delay -20000000
assume_two_step 1
path_trace_enabled 1
follow_up_info 1
transportSpecific 0x1
ptp_dst_mac 01:80:C2:00:00:0E
network_transport L2
delay_mechanism P2P
ingressLatency 96
egressLatency 288

但是、我无法看到您提到的毫秒级 PPS 偏移。我同样地在断开电缆后经过大约 10 分钟的等待时间捕获了此信息、查看了我的 ptp4l 日志和从逻辑分析仪捕获的 PPS。

主 EVM 日志：

root@am64xx-evm:~# /usr/kernel-selftest/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 1
pps for system time request okay
root@am64xx-evm:~# [ 531.236334] icssg-prueth icssg1-eth eth2: Link is Down

root@am64xx-evm:~# cat gPTP.cfg 
# 802.1AS example configuration containing those attributes which
# differ from the defaults. See the file, default.cfg, for the
# complete list of available options.
#
[global]
gmCapable 1
priority1 100
priority2 248
logAnnounceInterval 0
logSyncInterval -3
syncReceiptTimeout 3
neighborPropDelayThresh 800
min_neighbor_prop_delay -20000000
assume_two_step 1
path_trace_enabled 1
follow_up_info 1
transportSpecific 0x1
ptp_dst_mac 01:80:C2:00:00:0E
network_transport L2
delay_mechanism P2P
ingressLatency 96
egressLatency 288
root@am64xx-evm:~# ls
access_dp83869.sh        eth0-no-rate-limit.pcap iperf3_s_output.txt
automate_linkup_linkdown.sh   gPTP.cfg         mpstat-idle.sh
configure_network_schneider.sh hsr_latest.sh      num_linkup_down_cycle.txt
cpu-load-awk.sh         hsr_nonoffload_setup.sh ptp4l-gm-output.txt
cpu-load-mpstat.sh       hsr_setup.sh       top_store.sh
dut3_eth1_tcpdump.pcap     hsr_setup_cut_thru.sh
dut3_eth2_tcpdump.pcap     hsr_setup_v2.sh
root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-gm-output.txt | tail -10
ptp4l[419.899]: port 1 (eth2): LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[419.899]: selected local clock 70ff76.fffe.1f3c45 as best master
ptp4l[419.899]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[468.771]: port 1 (eth2): new foreign master 70ff76.fffe.1f3dc5-1
ptp4l[470.771]: selected best master clock 70ff76.fffe.1f3dc5
ptp4l[470.771]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[531.239]: port 1 (eth2): link down
ptp4l[531.239]: port 1 (eth2): MASTER to FAULTY on FAULT_DETECTED (FT_UNSPECIFIED)
ptp4l[531.248]: selected local clock 70ff76.fffe.1f3c45 as best master
ptp4l[531.248]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
root@am64xx-evm:~# [ 872.228314] icssg-prueth icssg1-eth eth2: Link is Up - 1Gbps/Full - flow contf

root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-gm-output.txt | tail -10
ptp4l[470.771]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[531.239]: port 1 (eth2): link down
ptp4l[531.239]: port 1 (eth2): MASTER to FAULTY on FAULT_DETECTED (FT_UNSPECIFIED)
ptp4l[531.248]: selected local clock 70ff76.fffe.1f3c45 as best master
ptp4l[531.248]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[872.224]: port 1 (eth2): link up
ptp4l[872.248]: port 1 (eth2): FAULTY to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[875.934]: port 1 (eth2): LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[875.934]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[875.993]: port 1 (eth2): new foreign master 70ff76.fffe.1f3dc5-1
root@am64xx-evm:~#

跟随者 EVM 日志：

root@am64xx-evm:~# /usr/kernel-selftest/ptp/testptp -d /dev/ptp2 -P 1
pps for system time request okay
root@am64xx-evm:~# [ 529.572816] icssg-prueth icssg1-eth eth2: Link is Down

root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-follower.txt | tail -10
ptp4l[525.597]: rms  3 max  4 freq -3521 +/-  4 delay  67 +/-  0
ptp4l[526.598]: rms  5 max  8 freq -3523 +/-  7 delay  67 +/-  0
ptp4l[527.598]: rms  5 max  8 freq -3514 +/-  4 delay  67 +/-  0
ptp4l[528.599]: rms  8 max  11 freq -3514 +/- 11 delay  67 +/-  0
ptp4l[528.974]: port 1 (eth2): SLAVE to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[528.974]: selected local clock 70ff76.fffe.1f3dc5 as best master
ptp4l[528.974]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[529.576]: port 1 (eth2): link down
ptp4l[529.576]: port 1 (eth2): MASTER to FAULTY on FAULT_DETECTED (FT_UNSPECIFIED)
ptp4l[529.585]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
root@am64xx-evm:~# [ 870.564949] icssg-prueth icssg1-eth eth2: Link is Up - 1Gbps/Full - flow contrf

root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-follower.txt | tail -10
ptp4l[529.576]: port 1 (eth2): link down
ptp4l[529.576]: port 1 (eth2): MASTER to FAULTY on FAULT_DETECTED (FT_UNSPECIFIED)
ptp4l[529.585]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[870.565]: port 1 (eth2): link up
ptp4l[870.579]: port 1 (eth2): FAULTY to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[873.694]: port 1 (eth2): new foreign master 70ff76.fffe.1f3c45-1
ptp4l[873.750]: port 1 (eth2): LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[873.750]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[875.694]: selected best master clock 70ff76.fffe.1f3c45
ptp4l[875.695]: port 1 (eth2): MASTER to UNCALIBRATED on RS_SLAVE
root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-follower.txt | tail -10
ptp4l[873.750]: port 1 (eth2): LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[873.750]: port 1 (eth2): assuming the grand master role
ptp4l[875.694]: selected best master clock 70ff76.fffe.1f3c45
ptp4l[875.695]: port 1 (eth2): MASTER to UNCALIBRATED on RS_SLAVE
ptp4l[876.695]: port 1 (eth2): UNCALIBRATED to SLAVE on MASTER_CLOCK_SELECTED
ptp4l[877.570]: rms 13873 max 24294 freq +20890 +/- 6716 delay  68 +/-  1
ptp4l[878.571]: rms 4124 max 5773 freq +2355 +/- 3711 delay  70 +/-  0
ptp4l[879.571]: rms 5356 max 5880 freq -5337 +/- 950 delay  72 +/-  0
ptp4l[880.572]: rms 2888 max 4020 freq -6154 +/- 269 delay  72 +/-  0
ptp4l[881.572]: rms 753 max 1338 freq -4865 +/- 395 delay  72 +/-  0
root@am64xx-evm:~#  
root@am64xx-evm:~# cat ptp4l-follower.txt | tail -10                      
ptp4l[1748.517]: rms  8 max  14 freq -3423 +/- 10 delay  554 +/-  0
ptp4l[1749.517]: rms  15 max  22 freq -3436 +/- 20 delay  556 +/-  0
ptp4l[1750.518]: rms  14 max  19 freq -3429 +/- 19 delay  556 +/-  0
ptp4l[1751.518]: rms  11 max  20 freq -3423 +/- 14 delay  556 +/-  0
ptp4l[1752.519]: rms  11 max  25 freq -3422 +/- 15 delay  554 +/-  0
ptp4l[1753.520]: rms  13 max  28 freq -3414 +/- 17 delay  556 +/-  0
ptp4l[1754.520]: rms  12 max  17 freq -3418 +/- 16 delay  556 +/-  0
ptp4l[1755.521]: rms  10 max  14 freq -3422 +/- 14 delay  556 +/-  0
ptp4l[1756.521]: rms  13 max  23 freq -3420 +/- 18 delay  557 +/-  0
ptp4l[1757.522]: rms  15 max  23 freq -3419 +/- 21 delay  557 +/-  0

作为 TI 调试过程的一部分、我们通常需要能够复制在 TI EVM 上观察到的问题。如果我在尝试复制您的问题时遗漏了一些内容、请告诉我。

另外、作为一个先行者、我的回应可能会推迟到下周、因为我将参加一些培训课程。

-道林

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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尊敬的 Daolin：

为了准确地重现我描述的情况、您必须使用“实数“主时钟来获得基准 PPS 输出信号和时间同步基准源。

我的测试表明、如果我长时间从 PRU-ICSSG eth 接口断开主时钟（我使用 Meinberg Lantime M600 或 Hyperion400 进行测试）（很难确切地说多长时间）、则 PPS 输出将相对于主时钟的基准 PPS 输出发生变化。存在偏移阈值（我无法确定确切的值）、如果超过该阈值、则 ptp4l 无法将 pps 输出与 AM64x 同步

但是、我问过是否有机会在无需重新启动 PPS 的情况下将 PPS 信号动态调整为 PTP 时钟校正。作为免责声明、由于开发人员本周正在开展其他一些高优先级活动、因此可能需要一些时间才能获得一些反馈。

这将是最佳解决方案。然后、ptp4l 提供的有关同步精度的信息将与 PPS 输出相关联。

我使用 AM64x 的电路板的 PPS 输出用于同步多个从模块、这些模块必须与基准 PPS 信号精确同步。在 AM64x Linux 用户空间下、我无法完全确认来自电路板的 PPS 信号与来自主时钟的 PPS 输出同步、这不符合在工业解决方案中的使用要求、它只能用于测试目的。

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2430620 points

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您好、Michal、

要准确地重现我描述的情况、您必须使用“实数“主时钟来获得参考 PPS 输出信号和时间同步的基准源。

您能详细解释一下“真正“的主时钟是什么意思吗？使用一个 AM64x EVM 并将其配置为主时钟的设置是否不算作“实际“主时钟？

这将是最好的解决方案。然后 ptp4l 提供的有关同步精度的信息将与 PPS 输出相关联。

我来跟进一下开发人员的相关事宜。

在 AM64x Linux 用户空间下、我无法 100%确认来自电路板的 PPS 信号与来自主时钟的 PPS 输出同步、这不符合在工业解决方案中的使用资格、它只能用于测试目的。

根据我的理解、测量 PPS 同步精度的最准确方法是使用示波器测量实际的 PPS 信号、并比较网络中每个器件/模块的 PPS 信号。我不知道 Linux 用户空间有没有特定的方法来测量所有连接的器件上的 PPS 同步精度。 ptp4l 同步日志理论上应该反映 PPS 同步、但最准确的检查方法仍然是使用示波器。

-道林

处理器（参考译文帖）

处理器（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] PROCESSOR-SDK-AM64X：PRU PPS PTP 同步问题