什么是时钟?

时钟是从一个共同的起点开始,对定期事件计数的设备。这适用于所有的时钟和日历,日晷可能是个例外。常规事件可能是天数,月数,年数,或者可能是摆动,石英振动或原子转换。

例如,我的手表由石英晶体的共振计数。通过比较我所在时区具有更为准确时间的时钟(比如说我的手机),我可以手动将手表上的时间设置到一个已知的起点。而我的手机如何获取相对准确的时间呢?它从蜂窝网络获取时间,即从时间服务器获取时间,而时间服务器从国家时间服务器获取时间,而国家时间服务器从协调世界时 (UTC) 获取时间。这样,虽然经过这样的层层获取,时间到达我的手表时会有些不准确,但是我的手表仍可追溯到UTC时间。我的手表的晶振频率与UTC频率不完全一致,所以我手表上的时间会逐渐偏离准确值。这就是为什么我需要定期调整手表以使其接近正确的时间。

PTP时钟也不例外。PTP从时钟从PTP主时钟每秒接收数次报文,并调整其时间与传入的报文相匹配。就像我的手表依赖于它的内部晶体一样,这些信息之间,依靠一个本地振荡器来对“滴答”(通常是石英晶体振动)计数,保持时间的推进。PTP边界时钟的工作原理相同,它们接收来自最优时钟的时间报文,调整自己的时间,然后将时间传递给后续的边界时钟或从时钟。

显然,时间在时间链末端不会像开端的那么准确。每个时钟都会引入一定的不准确性。例如,时间调整不准确或晶体不稳定引起的误差,导致调整间的时间偏差。四个关键参数可定义时钟的性能:噪声产生,噪声容限,噪声传输和瞬态响应或保持。

噪声产生是时钟引入的时间误差,通过输入端的“理想”时序信号进行测量。噪声容限是时钟在其输入端,可以容忍的时间误差量,不会影响其正常工作。噪声传输是一个时钟从其输入到输出的噪声量,换句话说就是时钟过滤了多少噪声输入信号。保持(有时也称为“长期瞬态响应”)定义了如果输入时序信号丢失,时钟会有多长时间可依旧保持准确。

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