隨著以太網技術在汽車電子領域的深入應用，時間敏感網絡（Time-Sensitive Networking，TSN）技術也逐漸被廣泛采用。TSN是一個龐大的協(xié)議簇，最初由AVB（Audio Video Bridging）任務組制定，后由TSN任務組繼續(xù)完善，目標是確保以太網能夠提供確定性通信服務（如時間同步、調度、冗余等）。在TSN協(xié)議體系中，gPTP（generalized Precision Time Protocol）負責時間同步部分，對應的標準是IEEE 802.1AS。gPTP基于IEEE 1588（PTP）制定，更準確地說，gPTP是面向以太網/局域網場景的受限且?guī)U展的PTP配置文件（profile），而非簡單的“子集”。

在設備角色上，PTP定義了Ordinary Clock（普通時鐘）、Boundary Clock（邊界時鐘） 和Transparent Clock（透明時鐘）等多種實例；而gPTP采用Time-Aware End Station（時間感知端站）與Time-Aware Bridge（時間感知橋）模型：端站在功能上大體對應PTP 的Ordinary Clock，橋在功能上類似受限的Boundary Clock；同時，gPTP不采用Transparent Clock模式，而是統(tǒng)一使用點到點（P2P）的鏈路時延測量與專用的最佳主時鐘算法（Best Master Clock Algorithm，BMCA）選主機制，以滿足汽車以太網對時頻/相位一致性的嚴格要求。

01VN5650同步模式

在之前的驅動版本中，VN5650就已支持PTP同步。將驅動升級至最新后，用戶可以在Vector Hardware Manager（VHM）看到新增用于配置gPTP硬件授時的Time Sync頁面。兩種同步有著不同的應用場景：

>PTP同步：和軟件同步/硬件同步等方式類似，PTP同步的目的是用于Vector硬件之間的同步，為了確保在同時使用多個硬件設備時有一個公共的時鐘，同步精度可達1微秒。在僅有單個Vector硬件設備的情況下無需使用。

>gPTP同步：新增的gPTP同步功能則是用于被測設備的以太網拓撲網絡中。當以太網拓撲中需要一個gPTP時鐘，VN5650就可以充當這樣的角色，作為Switch接入該網絡中。該功能屬于VN5650硬件層面的功能，可脫離應用軟件（如CANoe）直接配置使用。

02gPTP同步配置方法

1.添加測量端口

在VHM的以太網網絡配置頁面添加一個Switch Segment，并為Switch添加兩個物理端口：

2.選擇時鐘類型

切換至Time Sync頁面，此處可根據需求選擇gPTP Clock或是AUTOSAR Clock：

>gPTP Clock：遵循IEEE 802.1AS規(guī)范，使用BMCA動態(tài)選擇最優(yōu)主時鐘。

>AUTOSAR Clock：IEEE 1588和IEEE 802.1AS本身并不是為了滿足汽車領域的需求而制定的，AUTOSAR Clock在IEEE 802.1AS基礎上結合汽車領域的靜態(tài)框架應用場景設計，去掉了BMCA等機制，報文添加了一些TLV字段（支持VLAN以Domain Number設置）。

3.添加gPTP端口

添加gPTP Clock后，需再添加一個Transmitting Port（匹配到Switch的一個物理端口）和一個Receiving Port（匹配到Switch的一個另物理端口）。

>Transmitting Port：一個Clock中可添加多個Transmitting Port，該端口作為timeTransmitter，用于連接gPTP設備的Slave Port。如果Clock沒有配置任何Transmitting Port，則表示Clock作為Ordinary Clock使用。

>Receiving Port：一個Clock中最多添加一個Receiving Port，該端口作為timeReceiver，用于連接gPTP設備的Master Port。如果Clock沒有配置Receiving Port，該Clock將成為Grandmaster。

4.同步成功的狀態(tài)

正確連接物理端口和外部設備后，切換VHM至視圖模式，Time Sync頁面中的gPTP Clock右上角顯示為綠色時鐘圖標即意味著同步成功。下圖中配置成Trasmitting Port的物理端口（Port4）連接了外部gPTP Slave，配置成Receiving Port的物理端口（Port8）連接了外部gPTP Master。

03gPTP通信觀測

啟動CANoe的測量，打開Trace窗口觀察經由Port8和Port4進站出站的報文。

>觀測Sync和Follow Up消息：

這里的gPTP master為Two-step時鐘，Follow Up記錄了Sync消息的發(fā)送時間。Port8上會收到由真實的gPTP Master周期發(fā)送的Sync和Follow Up消息。Port4發(fā)送Follow Up消息給真實的gPTP Slave時會自動在Correction Field字段添加駐留時間（residence time）。

>觀測Pdelay Req和Pdelay Resp消息：

Port8會發(fā)起鏈路延遲的測量，發(fā)送Pdelay Req消息：

Port4則會回復Pdelay Resp和Pdelay Resp Follow Up消息：

04CANoe的gPTP仿真/測試功能

除此之外，此前CANoe的AVB_IL就在軟件層面支持gPTP仿真，配合VN5000系列硬件也可以實現一些gPTP的協(xié)議測試。和上文介紹的VN5650的gPTP硬件授時的區(qū)別如下：