一、产品介绍

奥地利Oregano Systems syn1588® RJ-45 PCIe同步卡，是面向工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景打造的带FPGA硬件时钟核心的标准PCIe总线直插式纳秒级时间戳同步专用单元，没有沿用普通常规同规格PTP同步网卡依靠CPU软件处理同步逻辑的传统软同步思路，而是在工业实时仿真平台高精度时间同步布设、轨道交通信号控制系统主机时钟对齐这类对亚微秒级同步精度、低CPU资源占用要求严苛的场景需求层面做了FPGA内置专用Clock_M IP核架构集成硬件全路径时间戳布局专项优化，针对普通常规软同步PTP网卡同步精度波动大、占用主机CPU资源多的常见问题做了RJ45电口原生集成工艺升级、PTP主从节点双角色动态切换结构调整，不用在主机外部额外外挂独立的同步授时硬件设备就能在单台PCIe插卡单元上实现硬件全流程PTP同步和高精度时间戳标记的一体化作业，从根源上减少了普通常规软同步PTP网卡同步精度不稳定、CPU占用率高的问题，在长期伴随工业实时仿真平台高精度时间同步布设、轨道交通信号控制系统主机时钟对齐的使用场景下，也能持续维持稳定的亚微秒级同步性能与长周期高负载复杂工况适配性能。

二、功能特点

FPGA内置专用Clock_M IP核性能

单元的同步卡的核心同步处理逻辑完全在板载FPGA内部通过专用的syn1588 Clock_M IP核硬件实现，从PTP协议报文识别、时间戳标记到同步运算的全流程都由硬件直接完成，不需要主机CPU参与同步过程的实时运算，不会出现普通常规软同步网卡同步过程大量占用主机CPU资源的情况，不用在主机侧额外分配大量CPU核心资源处理同步任务，就可以在主机高负载运行状态下维持稳定的同步精度，降低同步任务对主机业务算力的占用。

硬件全路径时间戳性能

单元的同步卡的时间戳标记动作在以太网MAC层和物理层之间的硬件路径上直接完成，PTP报文到达物理接口的瞬间就被打上高精度时间戳，时间戳的标记点距离物理接口的传输路径延迟被压缩到极低的水平，不会出现普通常规上层软件打时间戳的网卡标记延迟波动大的情况，不用在同步计算过程中额外增加复杂的路径延迟补偿算法，就可以获得高稳定性的时间戳数据，压低同步结果的整体偏差。

RJ45电口原生集成性能

单元的同步卡的同步网络接口直接采用原生集成的标准RJ45电口，不需要额外外接SFP光模块或者专用转接配件，常规工业现场随处可见的标准五类以上铜缆网线就可以直接接入设备，不会出现普通常规仅支持光口的同步网卡必须额外配置光模块和光纤的情况，不用在同步网络中额外部署光电转换适配设备，就可以直接接入常规铜缆以太网同步链路，降低现场布线的配套成本。

PTP主从节点双角色动态切换性能

单元的同步卡的硬件逻辑同时支持PTP主节点和从节点两种工作角色，不需要更换硬件固件就可以通过软件配置在两种角色之间动态切换，既可以作为从节点同步外部主时钟的时间基准，也可以作为主节点向下游其他节点输出PTP同步基准，不会出现普通常规固定单角色的同步网卡无法灵活切换工作模式的情况，不用在同一台主机内部同时插入主节点卡和从节点卡，就可以根据场景需求灵活调整工作角色，适配不同的同步网络架构。

PCIe标准总线直插性能

单元的同步卡的主机侧接口采用标准PCIe总线协议，直接插入工业主机主板上的空余标准PCIe插槽内就可以完成硬件连接，不需要额外配置独立的外接供电电源和专用接口线缆，不会出现普通常规外置同步设备需要单独配置供电和专用线缆的情况，不用在主机外部预留独立的设备安装空间，就可以直接嵌入标准工业主机内部完成部署，适配标准工业主机的内部安装环境。

多操作系统原生驱动适配性能

单元的同步卡配套的驱动程序对工业领域常用的多种主流操作系统都做了原生适配，不同操作系统环境下都可以直接加载驱动完成硬件识别和功能启用，不需要针对特定操作系统单独开发定制化驱动程序，不会出现普通常规小众同步网卡驱动适配范围窄的情况，不用投入额外的驱动二次开发工作量，就可以快速在不同操作系统的主机上完成部署，降低系统适配的开发成本。

支持多标准IEEE1588协议集性能

单元的同步卡的硬件逻辑完整覆盖不同阶段发布的主流IEEE1588协议标准集，不同时期部署的不同版本PTP同步网络都可以直接接入适配，不会出现普通常规仅支持单一旧版本协议的同步网卡无法接入新部署同步网络的情况，不用在同步网络中额外加装协议转换网关设备，就可以直接对接不同版本协议的PTP网络节点，适配新旧混合的异构同步网络。

低抖动1PPS信号输入输出性能

单元的同步卡板载独立的低抖动1PPS信号输入输出接口，既可以接入外部高精度1PPS基准信号完成本地时间校准，也可以向外输出自身锁定后的低抖动1PPS基准信号，和其他外部授时设备完成时间基准交互，不会出现普通常规不带1PPS接口的同步卡无法和其他高精度授时设备对接的情况，不用在主机内部额外加装独立的1PPS转接板卡，就可以直接完成和外部高精度授时系统的基准交互，扩展主机的授时交互能力。

三、选型指南

匹配目标同步场景的基础实际主机主板上可用的PCIe插槽通道规格需求

先确认待安装同步卡的工业主机主板上空余PCIe插槽的实际通道规格，当前标准基础PCIe x1通道适配的多数常规工业主机场景直接选用这款奥地利Oregano Systems syn1588® RJ-45 PCIe同步卡标准版本即可满足使用需求，配套主机主板仅提供更高速率PCIe插槽的特殊高带宽场景，可选用同系列对应高带宽PCIe通道优化的适配版本，进一步提升同步卡的总线数据传输能力，适配高带宽同步报文传输的场景需求。

匹配现场实际工况的长期所处现场的同步网络的实际布线介质类型需求

确认同步卡接入的同步网络的实际布线介质类型，当前标准RJ45铜缆电口适配的多数常规短距离铜缆布线场景直接选用当前标准版本即可满足使用需求，配套同步网络布线介质为长距离光纤的极端工况，可选用同系列对应SFP光口配置优化的适配版本，进一步提升整套同步卡的长距离光纤链路适配能力，适配长距离光纤布线极端工况下的长期稳定运行需求。

适配现场安装点位的实际主机内部空余PCIe插槽的物理长度空间需求

提前确认工业主机内部空余PCIe插槽周边的实际可用物理安装空间，当前标准半高卡身适配的多数常规全高工业主机场景直接选用当前标准版本即可满足使用需求，配套主机内部安装空间受限的紧凑型小机箱工控机场景，可选用同系列对应短尺寸半高挡板优化的适配版本，进一步适配原有紧凑型工控机的内部空间限制，适配存量紧凑型工控机改造的安装场景。

适配高实时性硬实时操作系统平台同步部署特殊工况需求

如果是用于长期在高实时性硬实时操作系统平台内部进行高精度时间同步部署的场景，可直接选用同系列对应增强型硬实时系统专属深度优化驱动构型的适配版本，在保障基础硬件高精度同步性能的前提下进一步提升单元整体在硬实时系统下的同步响应速度，满足高实时性硬实时操作系统平台工况下的长期稳定使用要求。

四、技术参数

奥地利Oregano Systems syn1588® RJ-45 PCIe同步卡，采用FPGA内置专用Clock_M IP核架构搭配硬件全路径时间戳工艺布局，面向工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景打造的带FPGA硬件时钟核心的标准PCIe总线直插式纳秒级时间戳同步专用单元，适配对应Oregano Systems syn1588系列同步卡备件的标准参数，关闭工业主机的供电电源，打开主机机箱侧面板，将同步卡平稳对准主板上空余的标准PCIe插槽垂直插入，确认金手指完全插入插槽内部后用螺丝将卡的挡板锁紧在主机机箱的安装位上，盖好机箱侧面板后将标准RJ45网线一端插入同步卡的同步电口，另一端接入PTP同步网络的对应交换机端口，确认所有物理连接完成后给主机上电，在对应操作系统中加载适配的驱动程序，通过配套的配置工具设置同步卡的工作角色和对应PTP协议参数，核对同步卡可以正常和同步网络中的其他节点完成PTP报文交互，同步后的主机时间偏差处于亚微秒级的合格区间内，确认所有功能正常后即可正式投入主机长期高精度同步运行，硬件IP核实现全同步逻辑卸载，全路径时间戳压低标记延迟，原生RJ45电口适配常规铜缆布线，双角色动态切换灵活适配网络架构，插卡固定、线路对接、驱动加载、同步核验的全流程可同步完成，设计符合工业用PCIe总线PTP同步网卡的相关行业技术规范，适配的常规系列型号syn1588 RJ-45 PCIe同步卡的参数覆盖多数工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景的运行条件，长期伴随工业实时仿真平台高精度时间同步布设、轨道交通信号控制系统主机时钟对齐的使用场景下运行状态的稳定性处于可控范围，适配各类工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景配套专用带FPGA硬件时钟核心的标准PCIe总线直插式纳秒级时间戳同步专用单元的使用需求。

五、产品尺寸

核心高精度PTP同步功能单元本体尺寸

单元的整体紧凑型标准PCIe插卡式同步网卡轮廓按照工业标准全高PCIe以太网同步网卡的常规紧凑尺寸专项优化，内部FPGA核心芯片、物理层芯片和RJ45接口的布局组合完全适配多数常规全高工业主机主板上的标准PCIe插槽的安装空间，整台单元的卡身整体长度、全高挡板的高度尺寸、接口外伸的深度对应的外形尺寸控制在适配同系列Oregano Systems syn1588系列同步卡的合理范围，安装完成后卡身完全处于主机机箱内部，不会和机箱内部其他相邻插卡元件发生空间干涉的情况，保障常规工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景下的单元布设适配性。

配套关联安装与功能结构基准参数

单元的同步卡PCIe接口适配的对应标准工业PCIe插槽的常规适配电气参数、适配的对应推荐常规典型同步偏差参考参数、同步卡的常规允许最长连续不间断运行时长参考值，完全符合同系列Oregano Systems工业PTP同步元件的通用安装规范，不用在原有工业主机机箱上为同步卡额外开大尺寸异形专用安装窗口，就能直接完成整套插卡的对位安装与同步性能调试，实现硬件全流程PTP同步和高精度时间戳标记一体化作业核心功能单元的快速布设替换。

六、应用领域

大型工业实时仿真平台高精度时间同步布设场景

适配各类大型工业实时仿真平台的高精度时间同步布设作业，FPGA内置专用Clock_M IP核性能硬件完成全部同步运算，无需分配大量CPU核心资源处理同步任务，高负载下维持稳定同步精度，硬件全路径时间戳性能MAC和PHY之间直接标记时间戳，无需额外增加复杂路径延迟补偿算法，压低同步整体偏差，实时仿真平台运维人员不用在主机侧额外分配大量CPU核心资源处理同步任务，不用在同步计算过程中额外增加复杂的路径延迟补偿算法，降低同步任务对主机业务算力的占用。

大型轨道交通信号控制系统主机时钟对齐场景

适配各类大型轨道交通信号控制系统主机的时钟对齐作业，RJ45电口原生集成性能原生集成标准RJ45铜缆电口，无需配置光模块和光纤，直接接入常规五类铜缆链路，PTP主从节点双角色动态切换性能无需更换固件动态切换主从角色，无需同时插入主从两张同步卡，灵活适配不同同步架构，轨道交通运维人员不用在同步网络中额外部署光电转换适配设备，不用在同一台主机内部同时插入主节点卡和从节点卡，降低现场布线的配套成本。

大型电力系统实时数字仿真器时间同步场景

适配各类大型电力系统实时数字仿真器的时间同步作业，PCIe标准总线直插性能标准PCIe直插主板插槽，无需外接独立同步设备和专用供电线缆，直接嵌入主机内部部署，多操作系统原生驱动适配性能多主流操作系统原生适配驱动，无需单独开发定制化驱动程序，快速完成不同系统部署，电力仿真系统运维人员不用在主机外部预留独立的设备安装空间，不用投入额外的驱动二次开发工作量，适配标准工业主机的内部安装环境。

大型5G核心网测试平台时间同步场景

适配各类大型5G核心网测试平台的时间同步作业，支持多标准IEEE1588协议集性能完整覆盖主流IEEE1588协议版本，无需加装协议转换网关设备，直接对接新旧异构网络节点，低抖动1PPS信号输入输出性能独立低抖动1PPS双向交互，无需额外加装独立1PPS转接板卡，直接对接外部高精度授时系统，5G测试平台运维人员不用在同步网络中额外加装协议转换网关设备，不用在主机内部额外加装独立的1PPS转接板卡，适配新旧混合的异构同步网络。

七、总结

奥地利Oregano Systems syn1588® RJ-45 PCIe同步卡，凭借FPGA内置专用Clock_M IP核设计、硬件全路径时间戳的差异化设计，解决了普通常规软同步PTP网卡同步精度波动大、占用主机CPU资源多的常见痛点，RJ45电口原生集成性能、PTP主从节点双角色动态切换的特性覆盖了大型工业实时仿真平台高精度时间同步布设、大型轨道交通信号控制系统主机时钟对齐、大型电力系统实时数字仿真器时间同步等多类工业标准PC架构主机高精度IEEE1588 PTP时间同步场景配套的专用带FPGA硬件时钟核心的标准PCIe总线直插式纳秒级时间戳同步专用单元的使用需求，在工业PCIe总线PTP同步网卡应用领域拥有广泛的落地适配空间，是一款针对长期高负载复杂同步工况场景、外挂独立的同步授时硬件设备维护需求、存量普通常规软同步PTP网卡升级替换适配场景深度优化的实用型专用工业配套带FPGA硬件时钟核心的标准PCIe总线直插式纳秒级时间戳同步专用单元。

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