EthTsync模塊時間同步協(xié)議gPTP拓撲結(jié)構(gòu)

EthTsync時間同步協(xié)議EthTsync時間同步協(xié)議是基于IEEE802.1AS規(guī)范中定義的gPTP標準協(xié)議發(fā)展出來的一套協(xié)議，該模塊的時間同步原理與gPTP協(xié)議一致，只不過在協(xié)議內(nèi)容方面，AUTOSAR規(guī)范進行了一些擴展，豐富了gPTP時間同步內(nèi)容。

因此，本文將重點以IEEE802.1AS定義的gPTP以太網(wǎng)時間同步原理與協(xié)議來跟大家講解EthTsync模塊的基本功能與作用，同時針對協(xié)議內(nèi)容的差異也會指出區(qū)別與聯(lián)系。

本節(jié)將會從如下幾個方面針對EthTsync模塊時間同步協(xié)議介紹：

gPTP拓撲結(jié)構(gòu)：介紹gPTP協(xié)議應(yīng)用在何種以太網(wǎng)節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中使用以及各節(jié)點如何進行交互；

gPTP時間同步流程：介紹gPTP時間同步協(xié)議實現(xiàn)的基本原理與過程；

gPTP與PTP協(xié)議區(qū)別和聯(lián)系：介紹gPTP協(xié)議與IEEE 1588規(guī)范中定義的PTP協(xié)議區(qū)別與聯(lián)系；

AUTOSAR中g(shù)PTP協(xié)議介紹：介紹在AUTOSAR規(guī)范中的gPTP協(xié)議的具體內(nèi)容，包含報文格式定義等內(nèi)容；

gPTP拓撲結(jié)構(gòu)

如下圖2所示展示了單一域時間敏感網(wǎng)絡(luò)的gPTP域拓撲結(jié)構(gòu)，根據(jù)gPTP協(xié)議規(guī)范了如下域內(nèi)三種類型的以太網(wǎng)節(jié)點：

GrandMaster Node（簡稱GM）：在一個gPTP域內(nèi)有且僅有一個主時鐘，即GrandMaster節(jié)點，簡稱GM；

Bridge Node：橋接節(jié)點，在一個gPTP域內(nèi)可以存在多個，但是不能作為時鐘節(jié)點，只能作為透明時鐘；

Endpoint Node：邊緣節(jié)點，作為該gPTP域內(nèi)的從時鐘節(jié)點；

圖2 gPTP單一域節(jié)點拓撲結(jié)構(gòu)

其中，gPTP協(xié)議是建立在主從時鐘關(guān)系上的一種協(xié)議，也就是說，在一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點都要以Master節(jié)點作為主時鐘，其余節(jié)點作為從時鐘，從時鐘將自己的本地時間與主時鐘時間進行同步，同時時間同步是可以層次遞進的，作為slave節(jié)點的時鐘也可以作為另一個局域網(wǎng)內(nèi)的主時鐘，如網(wǎng)關(guān)節(jié)點。

在上圖中框起來的區(qū)域如果發(fā)生link錯誤，導(dǎo)致currentGM無法將時間同步信息傳遞進該區(qū)域，那么就會使用到BMCA算法來實現(xiàn)新的Master時鐘選擇，
若發(fā)生此類場景，圖中GNSS邊緣時鐘節(jié)點將會被作為新的GM節(jié)點而存在，此時網(wǎng)絡(luò)中將會存在兩個gPTP域。

值得注意的是，AUTOSAR規(guī)范中的EthTsync模塊明確表示不支持BMCA算法，主要是考慮到整車網(wǎng)絡(luò)屬于一個靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，整個ECU拓撲結(jié)構(gòu)上下點電都不會發(fā)生變化，如果發(fā)生上述連接故障問題也就需要進行售后處理，軟件無需處理該場景。

因此，在車載以太網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)中，gPTP域內(nèi)的GrandMaster主時鐘均已預(yù)先設(shè)定好，無需通過BMCA算法來進行動態(tài)選擇。