pps tester测量原理和实施方法
技术干货
2023.09.22
什么是时间同步？
时间同步就是采取某项技术措施对网络内各节点的时钟实施高精度“对表”。
为什么车载网络需要时间同步？某些功能场景需要相关ecu在一致时间下协同工作，如智能汽车传感器数据融合、驾驶数据云端上传、远程监控和诊断。
车载网络时间同步精度要求？gptp是车载以太网实现时间同步的主要技术手段，ieee标准规定7跳内设备之间同步精度可达到±500ns。欲达到此精度，设备硬件和执行软件需要满足一定的条件。不同的汽车功能场景，同步精度需求不同，过高的同步精度需求会提高开发和实施成本，因此，没必要追求过高的同步精度。
怎么测量时间同步精度？avnu测试规范推荐了三种测试方法，如下表。可以看出三种测试方法各有利弊，pps tester基于1pps方法实现时间同步精度测试，并克服了使用示波器进行测试的部分缺点。
1pps测量方法？
参与时钟同步的ecu在整数秒控制pps硬件管脚输出pps脉冲信号，比较从节点与主节点pps信号上升沿的差值，即可得到各从节点的同步精度。
pps tester测试 vs 示波器测试▷ 车载网络时间同步系统被测节点数量可达20 ，示波器物理通道一般为4路，少数昂贵示波器能够达到8通道，无法满足车载网络系统级测试需求；pps tester提供24路pps信号采集通道。
▷ 为了实现高精度测试，示波器时间标尺一般为微秒级甚至是纳秒级，而由于示波器存储深度的限制，示波器很难实现长时间高频率信号采集和数据存储，无法实现同步精度的稳定性测试；pps tester支持24h连续采样，并且实时记录原始采集数据。
▷ 从节点与主节点的上升沿相位差，需要测试人员通过手动移动光标，读取各通道光标之间时间差计算得出，人工读取难免有读数误差，需要测试人员进行重复测量和统计，以得到更准确的结果；人工参与度高，无法做到自动化测试；少数高级示波器具备信号自动触发和测量功能，但是价格昂贵；pps tester能够实时计算和统计同步精度，设备测试精度高达±8ns；同时能够处理信号异常，如信号错误、信号丢失。
pps tester设备使用方法实施测试前需要调研ecu信息，作为测试输入，示例如下：
按照下图连接测试系统：
▷ 电源线接12v dc稳压电源，为ets2110设备供电；
▷ 网线连接计算机，并配置电脑ipv4地址与ets2110同网段地址，实现ets2110和eppstester的通信；
▷ 按照测试前提表中分配的通道，采集线连接ecu pps信号输出管脚；
打开eppstester上位机软件，新建并保存工程；依据测试前提表，对通道和参数进行配置；同时网络连接设备，下发配置：
点击"开始"测试按键，启动测试，实时监测pps脉冲信号、同步精度和各通道的统计分析数据
点击"停止"测试按键，测试结束，生成同步精度直方图和测试报告。
▷ 同步精度直方图，统计各ecu同步精度的分布情况
▷ 测试报告，统计各通道同步精度极值、超限情况以及信号异常
