以太網 IP 核的 1588 功能是用來實現，在 IP 內部為TX側發送包打上發送出去這個時間節點的時間戳，以及獲得 RX 側收回來的包在 IP 接口處的時間戳。然而10G/25G 的 IP 例子工程沒有提供演示，本文主要介紹了如何使用這個 IP 的 1588功能。

產生一個例子工程的仿真

1. 打開Vivado新建工程，添加一個 10G/25G以太網 IP core，注意在 IP 的 GUI 里勾上 1588功能（如圖），然后右鍵產生example design

為了能同時支持 1-step 和 2-step，這里在產生 IP 時選擇了“OneStep”的 1588

2. 工程產生完成后，需要先給 tx/rx_systemtimer 加上參考時間值。如果用的是 2020.2，新的 IP 例子工程已經自帶了 timer_syncer 模塊，為 systemtimer 提供輸入。但如果用的是之前的版本，你只需要寫一個計數器的邏輯，輸出為標準時間 ns 計數，提供給 systemtimer 輸入就行了，到時候 IP 在發出包的那一刻，會把 tx_systemtimer 當時的值作為時間戳使用，或者在收到包的那一刻，把當時的 rx_systemtimer 的值拿來使用

下面是一個簡單的計數器代碼示例，選自 100GCMAC 的 IP 參考設計中產生 tx_systemtimer的邏輯，供參考使用

3. 最后給工程加上仿真選項，幫助加速仿真速度，就可以開始做工程的功能仿真了

如何使用1588功能

1. 首先使能 IP 的 1588 的 1-step 功能，可以在邏輯里將 IP 的輸入“ctl_tx_1step_enable” 置1，如果使能了 IP 的 AXI 讀寫寄存器接口的話，也可以將地址 0038 的 bit0 寫1

2. 同樣地方式，通過修改信號 “ctl_ptp_transpclk_mode” 選擇 OrdinaryClock 模式或者TransparentClock 模式。在 OC 模式下，時間戳會直接覆蓋原以太網包里的值，但在 TC 模式下，時間戳則會疊加在原來位置的數值上面。具體可參考 1588 協議

3. 接著跑仿真，先在設計邏輯里將 “tx_ptp_1588op_in” 接為 01，觀察 1-step 模式下的 IP 的工作行為，仿真結果如下圖示

由于這里的 “tx_ptp_tstamp_offset_in” 為0，發送包的第一拍數據 “tx_axis_tdata” 會從原來的值 “fe14ffffffffffff”被 IP 替換成時間戳，也就是在 RX 側看到收到的數據包的第一拍數據 “rx_axis_tdata” 已經變成了 “010005xxxxxxxxxx”

實際上 IP 在 1-step 工作模式下，2-step也是同時工作的，對應 “tx_ptp_tstamp_valid_out” 拉高的 “tx_ptp_stamp_out” 的值，就是這個包的時間戳，輸出給客戶，這個時間戳的值客戶可以自行稍加修改添加到下一個包再發出去，這就是 2-step 的工作模式

用于2-step的“tx_ptp_stamp_out”和填進包里的1-step時間戳略有區別，差距就是 “ctl_tx_ptp_latency_adjust”，差異的原理細節可參考 IP 的文檔 PG210

用戶可以自行給他發的每個包輸入不同的“tx_ptp_tag_field_in”值，然后當IP輸出 “tx_ptp_stamp_out” 時間戳的時候，只要找到對應的 “tx_ptp_pstamp_tag_out” 值，就是相同 tag_in 對應的那個包的時間戳

RX 側收進包的時間戳，為 "rx_ptp_stamp_out”，目前時間戳的點都是 IP 的接口，所以在環回仿真里面，RX 側的時間戳會比TX側的時間戳大，差了一整個 GT 的延時沒有計算進去，用戶應當在AR搜索中找到自己用的器件對應GT的具體latency，靜態延時值可通過ctl_tx/rx_latency 信號合進 IP。并且，延時結果能在功能仿真里面體現出來

4. 最后你還可以隨時在邏輯里修改 "tx_ptp_1588op_in" 的輸入，當接為 00 或者 10 的時候，IP 就不會再自動打上時間戳，第一拍保留了數據包的原始數據 "fe14ffffffffffff”，并且如果1588op=00 的時候，"tx_ptp_tstamp_valid_out" 也不會再拉高，如下圖

　　審核編輯：湯梓紅