在測量和控制系統中，經常需要同步分散式時鐘。傳統上，同步是使用專用媒體傳達時間訊息來實現的，通常使用 IRIG-B 串行協定。精確時間協定（IEEE 1588）旨在改進分散式設備網路中目前的同步方法，並針對網路化測量和控制系統的精密時鐘同步協定標準。IEEE 1588 Precision Time Protocol（PTP）旨在標準乙太網路上提供時間傳輸，同步精度達到亞微秒（Sub-microsecond）。透過利用硬體時間戳記和 PTP 感知網路設備（例如邊界時鐘），可以實現亞 100 奈秒（Nanosecond）範圍內的同步精度，滿足了工業乙太網路對高精度時鐘同步的要求。以下有IEEE 1588 在 4G/LTE 小基地的示意方塊圖作參考：

PTP 系統的同步和管理是透過訊息交換來實現的。

PTP 使用以下訊息類型：

IEEE 1588-2008 中的最佳主時鐘演算法（BMCA）使用公告訊息來建構時脈層次結構並選擇主時鐘。Sync、Follow_Up、Delay_Req 和Delay_Resp 訊息由普通時脈（Ordinary Clock）和邊界時脈（Boundary clock）使用，並傳達用於同步網路時脈的時間相關資訊。（見圖二）

透明時脈（Transparent clock）使用 Pdelay_Req、Pdelay_Resp 和Delay_Resp Follow_Up 來測量通訊介質中的延遲，以便系統可以對其進行補償。透明時鐘及其相關訊息在 IEEE 1588-2002 PTPv2 標準新增。（見圖三）

網路管理使用管理訊息來監控、設定和維護 PTP 系統。

信令訊息用於時鐘之間的非時間關鍵通訊。訊號訊息是在 IEEE 1588-2008 中引入的。

Microchip 提供總共 1588 個交換器解決方案，以實現奈秒精度。此解決方案結合了乙太網路交換器MAC、乙太網路PHY、網路同步器、高精度振盪器和IEEE1588時序同步演算法，實現了系統級奈秒準度效能。 （見圖四）

Microchip 也提供完整的軟體解決方案，幫助客戶輕鬆設定 IEEE 1588 功能（見圖五至七）。歡迎連繫Microchip各個銷售據點了解更多。

本文作者為：Microchip主任應用工程師 郭理維