🛠 Horodatage industriel : PTP IEEE 1588 sur le PHY Ethernet du CM4

Objetivos

Una particularidad única en la gama Pi: el CM4 incorpora un PHY Ethernet Gigabit compatible con IEEE 1588 (PTP) en el módulo — pensado para la sincronización de tiempo real industrial (las tarjetas insignia utilizan PHYs discretos sin esta característica). Este tutorial configura un dominio PTP de dos nodos con linuxptp: un grandmaster, un esclavo, y mide la desviación residual en microsegundos.

Material

• 2 × CM4 (con Ethernet, por lo tanto no un CM4S) en una IO Board, bajo Raspberry Pi OS de 64 bits
• 1 cable Ethernet directo entre los dos puertos RJ45 (topología directa: un switch no transparente degrada fuertemente la precisión)
• Red de control separada (Wi-Fi o segundo puerto) para la configuración SSH
• sudo apt install -y linuxptp en ambos nodos

Código completo

# --- Nœud A : grandmaster ---
sudo tee /etc/linuxptp/master.conf >/dev/null <<'EOF'
[global]
slaveOnly 0
networkTransportAddress eth0:500
summaryRatio -1
syncInterval 0
EOF
sudo ptp4l -f /etc/linuxptp/master.conf -m &

# --- Nœud B : esclave ---
sudo tee /etc/linuxptp/slave.conf >/dev/null <<'EOF'
[global]
slaveOnly 1
networkTransportAddress eth0:500
EOF
sudo ptp4l -f /etc/linuxptp/slave.conf -m &
# Ajuste CLOCK_REALTIME depuis la hardware clock de eth0
sudo phc2sys -s eth0 -c CLOCK_REALTIME -O 0 -m &

# --- Sur l'esclave : interroger l'état de synchronisation ---
sudo pmc -u -b eth0 'GET TIME_STATUS_NP' | grep -E 'master_offset|gmIdentity'

Verificación esperada

En la salida de ptp4l -m en el lado del esclavo, las líneas master offset convergen hacia valores del orden de la microsegunda en topología directa; pmc 'GET TIME_STATUS_NP' muestra un master_offset estable y la identidad del grandmaster; phc2sys ya no informa de saltos. Los dos comandos date en ambos extremos coinciden con una precisión de milisegundos.

Errores frecuentes

• Pasar por un switch doméstico: sin soporte PTP transparente, la asimetría de tránsito hace que la desviación se estanque en el orden de las centenas de microsegundos o más.
• Intentar usar PTP sobre Wi-Fi: el medio inalámbrico (CYW43455) no ofrece la estabilidad de los registros de tiempo (timestamps); solo el PHY cableado es compatible con 1588.
• Olvidar phc2sys: PTP sincroniza el reloj de hardware (hardware clock) de la interfaz, no CLOCK_REALTIME; sin este demonio, date no cambia.
• Conflicto con systemd-timesyncd/NTP: desactivar sudo timedatectl set-ntp false en el esclavo, de lo contrario NTP «corrige» permanentemente la desviación PTP.