时间同步PPS+GPRMC

介绍一下pps结合rmc报文的时间同步方案

 

• 定义：PPS全称为每秒脉冲，即1脉冲/1秒。它是一个低功率的脉冲电平信号，通常用于提供精确的时钟同步信号。
• 特征：PPS信号的脉冲宽度通常在20ms至200ms之间，也有说法为200ms至300ms，采用上升沿为准时点，上升时间非常短，一般在纳秒级别。PPS信号提供精确的时钟同步信号，确保时间同步的精确性。

二、RMC报文

• 定义：RMC报文（以GPRMC为例）是一种包含UTC时间（精确到秒）以及经纬度定位数据的标准格式报文。它通常通过标准串口（如RS232）输出。
• 内容：GPRMC报文包含年、月、日、时、分、秒等UTC时间信息，以及经度、纬度等定位数据。例如：“$GPRMC, 084048.00, A, 3030.69749, N, 11411.83508, E, 0.065, , 210722, , , D, V * 0F”。
• 作用：GPRMC报文为接收设备提供了准确的时间信息和定位数据，是时间同步过程中的关键数据。

三、时间同步方案

• 原理：

  1. 设备首先通过PPS信号接收到一个精确的秒脉冲。在接收到PPS信号后，设备将内部系统时间的毫秒及以下部分清零，并开始重新计算毫秒时间。
  2. 紧接着，设备通过串口接收到GPRMC报文。报文中包含了准确的UTC时间信息。
  3. 设备将接收到PPS信号到解析出GPRMC中UTC时间所用的时间（通常在毫秒级别）与UTC整秒时间相加，得到准确的系统时间。至此，一次时间同步过程完成。每秒都会进行这样的过程，以确保系统时间的准确性。

• 优点：

  1. 高精度：PPS信号和GPRMC报文都提供了高精度的时间信息，确保时间同步的准确性。
  2. 稳定性好：PPS信号是一个稳定的秒脉冲信号，不易受到外界干扰；GPRMC报文也通过标准串口稳定输出。
  3. 可靠性高：该方案结合了PPS信号和GPRMC报文两种时间信息来源，提高了时间同步的可靠性。即使其中一个信息来源出现问题，另一个仍然可以作为备用。

• 应用场景：该时间同步方案广泛应用于需要精确时间控制的领域。例如，在自动驾驶系统中，各个传感器和域控制器需要实现时间同步，以确保数据的准确性和一致性。PPS结合GPRMC报文的时间同步方案能够提供高精度、稳定可靠的时间同步服务，满足自动驾驶系统的需求。

综上所述，PPS结合RMC报文的时间同步方案是一种高精度、稳定可靠的时间同步方法。它通过结合PPS信号的精确秒脉冲和GPRMC报文的准确时间信息，实现了系统时间的高精度同步。

“在接收到PPS信号后，设备将内部系统时间的毫秒及以下部分清零，并开始重新计算毫秒时间 ”这句话怎么理解？pps触发之后用gettimeofday获取当前pps触发的时间不行吗？

信号，通常在每秒钟的开始时刻（UTC时间的整秒）产生。

1. 清零毫秒及以下部分：当设备接收到PPS信号时，它会将其内部系统时间的毫秒、微秒（或更小的单位，取决于系统时间的分辨率）部分清零。这意味着，无论PPS信号到达时系统时间的毫秒部分是多少，它都会被重置为0。

2. 重新计算毫秒时间：清零后，设备会开始从0毫秒重新计算时间。这通常是通过一个高精度的计数器来实现的，该计数器在PPS信号到达后的每个时钟周期内递增，以提供毫秒级（或更高精度）的时间信息。

使用gettimeofday获取PPS触发时间的可行性

gettimeofday是一个在Unix和类Unix系统中常用的函数，用于获取当前的时间（包括秒和微秒部分）。然而，直接使用gettimeofday来获取PPS触发时间可能并不是最准确的方法，原因如下：

1. 系统调用延迟：gettimeofday是一个系统调用，它本身有一定的执行时间。当PPS信号到达时，如果立即调用gettimeofday，那么获取到的时间可能会稍微滞后于PPS信号的实际到达时间，因为系统调用需要一定的时间来执行。

2. 中断处理延迟：PPS信号通常是通过中断来处理的。当中断发生时，系统需要一定的时间来保存当前上下文、执行中断处理程序并恢复上下文。这个过程中也可能引入一些延迟。

3. 时间戳记录方式：为了更精确地记录PPS信号的到达时间，通常需要使用硬件时间戳技术。这意味着PPS信号到达时，硬件会直接记录一个精确的时间戳，而不是通过软件调用（如gettimeofday）来获取。

因此，虽然理论上可以使用gettimeofday来获取PPS触发的时间，但在实际应用中，为了获得更高的时间同步精度，通常会采用硬件时间戳技术或其他专门设计的时间同步算法。这些技术可以确保在PPS信号到达时能够更准确地记录时间戳，从而提供更可靠的时间同步服务。

那在linux中是不是意味着pps_info_t中的assert_timestamp.tv_nsec要清零？

1. 时间同步设备或模块在接收到PPS信号时会自动记录一个精确的时间戳，并可能通过某种机制（如中断、DMA传输等）将该时间戳传递给用户空间。在这种情况下，您可能不需要手动清零tv_nsec，因为硬件已经为您处理了这些细节。

2. 软件实现：如果您的系统或应用程序没有硬件时间戳的支持，而是依赖于软件计时器或系统调用来处理PPS信号，那么您可能需要自己实现时间戳的记录和更新逻辑。在这种情况下，您可能会选择在接收到PPS信号时清零tv_nsec，并更新tv_sec以反映新的时间基准。

3. 精度和延迟：清零tv_nsec并更新tv_sec可能会引入一些精度上的损失，特别是如果PPS信号的到达时间不是恰好在整秒时刻。此外，由于系统调用和中断处理的延迟，您记录的时间戳可能会稍微滞后于PPS信号的实际到达时间。因此，在设计时间同步系统时，需要仔细考虑这些因素，并可能需要采用一些补偿措施来提高精度。

4. API和文档：最重要的是，您应该查阅您正在使用的特定硬件或软件库的API文档，以了解如何正确处理PPS信号和时间戳。不同的硬件和软件库可能有不同的要求和实现方式。

总之，是否清零assert_timestamp.tv_nsec取决于您的具体需求和实现方式。如果您正在使用特定的硬件或软件库来处理PPS信号和时间同步，请务必查阅相关文档以获取准确的指导。