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

Objectifs

Particularité unique dans la gamme Pi : le CM4 embarque un PHY Ethernet Gigabit compatible IEEE 1588 (PTP) sur le module — pensé pour la synchronisation temps réel industrielle (les cartes phares utilisent des PHY discrets sans cette revendication). Ce tuto met en place un domaine PTP à deux nœuds avec linuxptp : un grandmaster, un esclave, et mesure l'offset résiduel en microsecondes.

Matériel

• 2 × CM4 (avec Ethernet, donc pas un CM4S) sur IO Board, sous Raspberry Pi OS 64 bits
• 1 câble Ethernet droit entre les deux ports RJ45 (topologie directe : un switch non transparent dégrade fortement la précision)
• Réseau de contrôle séparé (Wi-Fi ou second port) pour la configuration SSH
• sudo apt install -y linuxptp sur les deux nœuds

Code complet

# --- 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'

Vérification attendue

Dans la sortie de ptp4l -m côté esclave, les lignes master offset convergent vers des valeurs de l'ordre de la microseconde en topologie directe ; pmc 'GET TIME_STATUS_NP' affiche un master_offset stable et l'identité du grandmaster ; phc2sys ne signale plus de saut. Les deux date aux deux extrémités concordent à la milliseconde près.

Erreurs fréquentes

• Passer par un switch domestique : sans support transparent PTP, l'asymétrie de traversée fait plafonner l'offset à la centaine de microsecondes ou plus.
• Vouloir faire du PTP sur Wi-Fi : le média sans-fil (CYW43455) n'offre pas la stabilité des horodatages ; seul le PHY filaire est concerné par la compatibilité 1588.
• Oublier phc2sys : PTP synchronise la hardware clock de l'interface, pas CLOCK_REALTIME ; sans ce démon, date ne bouge pas.
• Conflit avec systemd-timesyncd/NTP : désactiver sudo timedatectl set-ntp false sur l'esclave, sinon NTP « corrige » en permanence l'offset PTP.