EtherCAT DC时钟同步计算示例

符号和含义

T_local(n) ：第n个从站的本地时钟
T_{sys_ref} ：参考时钟，也是第一个具备DC时钟同步功能从站的本地时钟
T_delay ：传输延迟
T_offset(n) ：第n个从站的本地时钟与从站系统时钟的偏移。
T_{sys_local}(n) ：第n个从站的系统时钟，是经过同步之后的时钟，每一个从站的系统时钟都应该与参考时钟相同。

条件

传输时延均匀，数据帧经过每个从站需要的时延是相同的

示例

如下，主站挂3个从站，一次编号为1，2，3。各个从站维护各自的本地时钟，运行时刻如图所示。
T_local(1)=T_{sys_ref} =29
T_local(2)=31
T_local(3)=35
T_delay=1，这个值是我们规定的，实际运行中是未知的，需要计算出来

主站发送一个广播写命令数据帧，
数据帧的第一个位到达从站1的时候，T_local(1)=29，记为T1
数据帧的第一个位到达从站2的时候，T_local(2)=31+T_delay=32，记为T2
数据帧的第一个位到达从站3的时候，T_local(3)=35+2*T_delay=37
之后，数据帧从从站3返回到从站2
数据帧的第一个位到达从站2的时候，T_local(2)=31+4*T_delay=35，记为T3
数据帧的第一个位到达从站1的时候，T_local(2)=29+5*T_delay=34，记为T4

T_delay(2) =[（T4-T1）-（T3-T2）] / 2=[（34-29）-（35-32）] / 2=1
T_delay(2)计算的是从站2和从站1之间的传输延迟，是下图中的绿色部分。除以二是要计算单程的。

T_offset(2)=T2-T1- T_delay(2)=32-29-1=2
T_{sys_local}(2)=T_local(2)-T_offset(2)=31-2=29。此时T_{sys_local}(2)就与T_{sys_ref} 一致了。

偏移补偿

从站会因为各种软硬件差异，导致本地同步时钟周期与系统同步时钟周期不一致，所以需要做偏移补偿。
设想将T_{sys_ref}携带进入数据内，经过T_delay(n)发送到第n个从站， T_{sys_local}(n)为此时第n个从站本地系统时钟。
时钟偏移▲_t=T_{sys_local}(n)-T_delay(n)-T_{sys_ref}
▲_t>0：从站时间走快了，ESC 控制本地时间每 10 ns 增加 9 个单位
▲_t<0：从站时间走慢了，ESC 控制本地时间每 10 ns 增加 11 个单位