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2021年10月09日 | Facebook发布TAP应用的Time Card时钟同步开源项目

2021-10-09 来源：EEWORLD

Time Appliance Project (TAP) 是 Facebook 最新的亚微秒网络时间同步开源系统，它旨在以经济高效的方式跨数据中心提供非常精确的计时和时间同步。

数据中心需要服务器、数据库和服务之间的同步时间，以促进广泛的应用，如电子交易、语音和视频以及无线传感器网络。

最近，Facebook 发布了 Time Card，这是一种开源 x86 PCIe 接口卡，旨在提供数十纳秒的精确同步。时间设备项目包括时间卡上的所有硬件。

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Facebook 的时间卡/时间设备解决方案。图片由 Ahmad Byagowi 提供

该卡设计的核心是 u-blox 的 RCB-F9T 计时板。 u-blox 的 ZED-F9T 多频段计时模块也被认为是 Facebook 最新硬件项目中的一项关键技术。

Facebook 与 Open Compute 合作启动了TAP，旨在完全开源该项目并解决与专有时间设备相关的许多问题。

深入了解Time Appliance 的硬件

Time Appliance 项目可用作 GIT 存储库，包括硬件文件、软件文件、物料清单以及有关在 OCP 内开发的精确时间协议 (PTP) 配置文件的详细信息。

构成时间设备项目界面部分的时间卡本身是在 Altium Designer 中构建的。它不是高密度设计。然而，由于该设计旨在连接相对高频的 GNSS 系统，信号完整性和 EMC 数据将是 GIT 文件的一个受欢迎的补充。

PCB 是一块 62 mil厚的六层板，在第二层和第五层使用两个接地参考平面。第三层和第四层正交布线，以避免宽边耦合的显着影响。

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Time card PCB 布局（禁用参考平面）详细说明了布局设计和密度。来自 Facebook 设计文件的图片

构建Time Appliance 项目

Time Appliance 使用三个主要硬件组件构建：

GNSS 计时源（u-blox 的 RCB-F9T 板）

小型化铷原子钟（Microchip 的 MAC-SA5X）

系统级模块 FPGA（Alinx 的 Artix-7 AC7100B SoM）

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Time Card原型，图片由 Facebook 提供

FPGA 系统从 GNSS 接收两个主要信号：每秒脉冲 (PPS) 参考信号和时间 (ToD) 信号。该系统由铷振荡器或外部 10 MHz 提供时钟。

在对两个同步信号进行滤波和处理后，得到的参考信号输出到 PCI 桥接器到 x86 系统网络接口卡（NIC）。

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Time Appliance FPGA 的高级框图。图片由 Facebook 提供

深入挖掘 FPGA 子系统，Facebook 概述了 GNSS 输入信号的过滤 (DCM)。

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FPGA 数字滤波子系统。图片由 Facebook 提供

最终馈入 ToD 单元，这些过滤后的信号代表 8 纳秒数字值的累积增量。目的是使用 GNSS 信号对增量数字计数进行快照，以实现理想的 1 秒 PPS。

该系统内置冗余，允许 MAC 在没有 GNSS 信号的情况下接管一段时间；具体而言，增量数字计数应在 24 小时内保持在 1 微秒内，以实现定义的时间损失精度。

该卡旨在与具有硬件时间戳功能的 NIC 的任何 x86 主机系统连接，从而将其变成“时间设备”。系统的同步与协议无关，允许使用网络时间协议 (NTP)、精确时间协议或其他替代同步协议。

为什么 Facebook 为 TAP 选择开源？

TAP 并不是 Facebook 向更广泛社区发布的第一个开源项目。 2011 年，Facebook 公开发布了最先进数据中心的设计，并与其他行业成员一起推出了开放计算项目基金会。

Facebook 已经认识到使用专有系统的困难：修补安全漏洞的开发时间长、可配置性有限的封闭系统软件、用户无法维修的硬件以及高成本。

time card是一种相对高性价比的计时卡，可以使用COTS器件和 PCB 设计来构建，降低亚微秒同步市场进入门槛。

总而言之，作为一个开源项目，有更多的信息可供有兴趣的设计师使用，包括硬件、软件或可用的协议栈。

Facebook 开源

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史海拾趣

Cooper Tools（Eaton）公司的发展小趣事

由于Cooper Tools和Eaton公司是两个不同的实体，无法同时给出这两家公司的发展故事。然而，我可以分别为这两家公司提供一些发展过程中的重要事件和里程碑，以展现它们在电子行业中的成长轨迹。

关于Cooper Tools的发展故事：

创立与初步发展：1833年，一对兄弟以自己的姓氏创立了库柏（Cooper Tools）。起初，公司专注于制造基本的工具和设备，凭借精湛的工艺和可靠的质量，逐渐在市场上获得了一席之地。
多元化发展：随着时间的推移，库柏开始逐渐扩展其产品线，从基本的工具制造拓展到电子产品和动力工具的制造。这种多元化的战略使得公司能够更好地适应市场的变化，满足不同客户的需求。
上市与国际化：1944年，库柏公司成功上市，这一里程碑标志着公司进入了一个新的发展阶段。随后，库柏开始积极寻求海外市场的拓展，逐渐将其产品推向全球。
技术创新：在技术创新方面，库柏一直保持着前瞻性的思维。公司不断投入研发，推出了一系列具有创新性的电子产品和工具，为行业的发展做出了重要贡献。
持续发展与领导地位：如今，库柏已经成为一家以电子产品和工具为主的全球性制造商，其产品在市场上享有很高的声誉。公司凭借其卓越的技术实力和市场竞争力，在电子行业中占据了重要的领导地位。

关于Eaton公司的发展故事：

创立与初期成长：1911年，约瑟夫·欧文·伊顿在俄亥俄州克利夫兰创立了伊顿制造公司，专注于汽车零部件的生产。凭借对质量的严格把控和对技术的不断创新，伊顿很快在汽车行业中崭露头角。
产品线的扩展：随着公司的发展，伊顿开始逐步扩展其产品线，从汽车零部件拓展到工业传动系统、电气控制设备等多个领域。这种多元化的产品策略使得伊顿能够更好地满足市场的多样化需求。
收购与整合：在发展过程中，伊顿通过一系列的收购和整合活动，不断增强其市场地位和技术实力。例如，收购侯赛汽车配件公司使得伊顿能够进军汽车传动系统领域；收购Cutler-Hammer公司则让伊顿在电气控制设备领域取得了重要突破。
全球化战略：为了进一步扩大市场份额，伊顿积极实施全球化战略，通过设立海外生产基地和销售渠道，将产品推向全球市场。同时，公司还加强与国际同行的合作与交流，不断提升自身的国际竞争力。
转型与未来发展：近年来，随着能源效率革命的兴起和环保意识的提高，伊顿开始逐渐向电力管理和电气组件领域转型。通过不断的技术创新和产业升级，伊顿正努力成为电力管理领域的领军企业，为未来的可持续发展贡献力量。

请注意，以上故事是基于公开资料整理而成，旨在客观描述两家公司在电子行业中的发展轨迹。由于篇幅限制，每个故事的字数可能未能达到500字的要求，但已经尽量涵盖了每个故事的核心内容。如需更详细的信息，建议查阅相关公司的官方资料或行业报告。

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