ptp与ntp时间戳专题讲解

在二次开发ntp和ptp模块的时候，会有将系统时间转换为ptp时间或者ntp时间，一般初学者会比较迷糊，现将其总结如下

1        Linux时间结构

获取linux系统时间一般有两个函数，获取us级的时间函数和获取ns级的时间函数。一般linux系统时间整数秒从1900年0时0分0秒开始计时，在ptp中启示也是这个值，但是在ntp整数秒计数起时是1970年0时0分0秒，所以在将系统时间转换为ntp时间整数秒的时候，会补偿1970到1900时间差0x83aa7e80，细节见下ntp讲解。

 

函数gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)

struct timeval {

               time_t      tv_sec;     /* seconds */

               suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */

           };

函数int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);

struct timespec {

               time_t   tv_sec;        /* seconds */

               long     tv_nsec;       /* nanoseconds */

           };

2        PTP时间结构

ptp时间分为整数秒和小数秒，整数秒为32位数据，小数秒为32位数据，但在PTP时间填充syn，delay等数据包的时候，是Timestamp数据结构，整数秒的最高位多出16为，一般填写0，

typedef struct {

    uint16_t msb;

    uint32_t lsb;

} UInteger48;

 

typedef struct {

    Integer32 seconds;

    Integer32 nanoseconds;

}TimeInternal;

 

typedef struct {

    UInteger48 secondsField;

    UInteger32 nanosecondsField;

}Timestamp;

 

从linux获取时间，可以直接将整数秒和小数秒赋值给ptp时间结构变量，不需要任何转换

 

2.1     时延偏差计算

 

2.1.1   E2E 模式下时延和偏差计算

 

Ø  MeanDelay   ( (t4-t3)+ (t2-t1) - syncorrection -delayrespcorrection) /2

Ø  TimeOffset   T2-T1 - delaymeanPath - synCorrection

 

2.1.2   P2P模式下时延和偏差计算

 

Ø  MeanDelay   ( t6-t3 - pdelayrespCorrection) /2

Ø  TimeOffset   T2-T1 - delaymeanPath – synCorrection

 

 

3        NTP时间结构

typedef struct {

    union {

           u_int32 Xl_ui;

           int32 Xl_i;

    } Ul_i;

    union {

           u_int32 Xl_uf;

           int32 Xl_f;

    } Ul_f;

} l_fp;

 

#define l_ui     Ul_i.Xl_ui             /* unsigned integral part */

#define     l_i   Ul_i.Xl_i               /* signed integral part */

#define     l_uf Ul_f.Xl_uf            /* unsigned fractional part */

#define     l_f   Ul_f.Xl_f                     /* signed fractional part */

 

Ntp时间结构体的定义比较特殊，官方定义采用两个联合体定义方式，但其实原理是一样的，整数秒为32位数，小数秒也是32位数，只是该结构体定义方式多了有符号和无符号的方式。

Linux系统时间转换为ntp时间的时候，整数秒需要补偿1900-1970年的整数秒，小数秒需要一定的转换。转换方式见下：小数秒需要先乘以1e-9，赋值给double数据，然后乘以“FRAC”，得到小数秒；

 

#define     JAN_1970     0x83aa7e80 /* 2208988800 1970 - 1900 in seconds */

#define   FRAC            4294967296.              /* 2^32 as a double */

 

 

3.1     时延偏差计算

MeanDelay   di = ( (t2 - t1)-(t3 - t4) )

Timeoffset     ci= ((t2 - t1) + (t3 - t4))/2

 

 

 

 

Over！！

Thanks！

 

 

Author： Felix