时钟同步

时钟同步的两个方案的个人理解

NTP

原理图：

1. M给S发一组数据并记录自己的时间T1。
2. S收到数据后立即打一个时间戳T2。
3. 然后发送一组数据给M并打上时间戳T3。
4. M收到数据立即打上时间戳T4。
5. 这样就得到了四个时间戳，然后M把T1，T4时间戳和打包发送给S。
6. 这样S就得到了M到S的延时，已及M的时间，这样S就知道了和M的时间差值，修正这个差值就可以完成和M时间的同步，理论上的误差来自于两次数据发送的网络波动。

PPS+GPMC

时序图：

 

 

 

 

 

1. PPS是一个周期为1s的外部时钟引脚，每隔1s输出一个方波电平，表示整秒到了。
2. GPMC是一个包含年月日时分秒的时间戳，一般是串口接收这个数据，一般是在两个PPS信号之间月500ms的位置发送。
3. PPS引脚的上升沿触发MCU的中断，表示到整秒了，这个时候，MCU系统的时间复制一下上一个GPMC的时间戳并+1s复制完后，这个GPMC时间戳立即失效，待下一次更新。
4. PPS引发的中断里面还要将定时器的累加值清零，和定时器自己的cnt值清零。（假设开了一个1ms累加一次的定时器）
5. 在两个PPS之间的时间在系统时间的基础上加上定时器跑的时间。
6. 如果定时器已经跑的超过了1s但是PPS信号还没来，那就系统时间自加一秒继续往下走。直到PPS信号来了全部更新一下系统时间和定时器时累加值，如上。
7. 如果定时器还没到1s但是PPS信号来了，也全部更新一下系统时间和定时间累加值。
8. 这样就可以得到一个较为精确的时钟同步信号，理论上的误差就是触发中断的时间。

进阶：连续几秒比较“理论 1 s 计数”与“实际计数器差”，得到 ppm 级的频偏估计 ε，动态微调计数器的重装值/刻度或用数字 PLL（小步调频），让秒内插值也更准，这样即便 PPS 短暂丢失，漂移也更小。

需要硬件：PPS → 定时器输入捕获通道；另开一个高频自由运行定时器（例如 1 MHz）。

PPS 到来：读取捕获值，与上一捕获值差得到“本地 1 s 计数”，更新频偏 ε；把“当前 UTC 整秒”（来自最近一次已验证的 NMEA 语句）绑定到这个边沿；清零或对齐“秒内计数”。