contrib/ntp/html/pps.htm

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN">
   2 <html>
   3 <head>
   4 <meta name="generator" content="HTML Tidy, see www.w3.org">
   5 <title>Pulse-per-second (PPS) Signal Interfacing</title>
   6 </head>
   7 <body>
   8 <h3>Pulse-per-second (PPS) Signal Interfacing</h3>
   9
  10 <img align="left" src="pic/alice32.gif" alt="gif"><a href=
  11 "http://www.eecis.udel.edu/~mills/pictures.htm">from <i>Alice's
  12 Adventures in Wonderland</i>, Lewis Carroll</a>
  13
  14 <p>Alice is trying to find the PPS signal connector.<br clear=
  15 "left">
  16 </p>
  17
  18 <hr>
  19 <p>Some radio clocks and related timekeeping gear have a
  20 pulse-per-second (PPS) signal that can be used to discipline the
  21 local clock oscillator to a high degree of precision, typically to
  22 the order less than 10 <font face="Symbol">m</font>s in time and
  23 0.01 parts-per-million (PPM) in frequency. The PPS signal can be
  24 connected in either of two ways: via the data carrier detector
  25 (DCD) pin of a serial port or via the acknowledge (ACK) pin of a
  26 parallel port, depending on the hardware and operating system.
  27 Connection via a serial port may require signal conversion and
  28 regeneration to RS232 levels, which can be done using a circuit
  29 such as described in the <a href="gadget.htm">Gadget Box PPS Level
  30 Converter and CHU Modem</a> page. Note that NTP no longer supports
  31 connection via the data leads of a serial port.</p>
  32
  33 <p>Both the serial and parallel port connection require operating
  34 system support, which is available in only a few operating systems,
  35 including Linux, FreeBSD and latest Solaris beginning with 2.7.
  36 Support on an experimental basis is available for several older
  37 systems, including SunOS, Digital Ultrix and HP-UX, and in current
  38 Digital Tru64 (Alpha). The PPS application program interface
  39 defined in RFC-2783 (PPSAPI) is the only interface currently
  40 supported. Older PPS interfaces based on the <tt>ppsclock</tt> and
  41 <tt>tty_clk</tt> streams modules are no longer supported. As the
  42 PPSAPI is expected to become an IETF cross-platform standard, it
  43 should be used by new applications.</p>
  44
  45 <p>The PPSAPI inerface requires a <tt>
  46 /usr/include/sys/ppstime.h</tt> header file. This file is included
  47 in Linux and FreeBSD distributions, but not in other distributions
  48 or standard workstation products at this time. Header files for
  49 other systems, including Solaris, can be found in the <tt>
  50 nanokernel.tar.gz</tt> distribution, which can be found via the
  51 Collaboration Resources link at www.ntp.org. The top level
  52 directory contains a number of subdirectories for each
  53 architecture, including Solaris. The <tt>ppstime.h</tt> file for
  54 each architecture can be found in the subdirectory of the same
  55 name.</p>
  56
  57 <p>In the preferred mode of operation, PPS signals are processed by
  58 the <a href="driver22.htm">PPS Clock Discipline</a> driver and
  59 other clock drivers which might be involved need not know or care
  60 about them. In some cases where there is no other driver, time
  61 might be obtained from remote NTP servers via the network and local
  62 PPS signals, for instance from a calibrated cesium oscillator, used
  63 to stabilize the frequency and remove network jitter. Note that the
  64 <tt>pps</tt> configuration command has been obsoleted by this
  65 driver.</p>
  66
  67 <p>The PPS driver operates in conjunction with a preferred peer, as
  68 described in the <a href="prefer.htm">Mitigation Rules and the <tt>
  69 prefer</tt> Keyword</a> page. One of the drivers described in the
  70 <a href="refclock.htm">Reference Clock Drivers</a> page or another
  71 NTP server furnishes the coarse timing and disambiguates the
  72 seconds numbering of the PPS signal itself. The NTP daemon
  73 mitigates between the clock driver or NTP server and the PPS driver
  74 as described in that page in order to provide the most accurate
  75 time, while respecting the various types of equipment failures that
  76 could happen.</p>
  77
  78 <p>Some Unix system kernels support a PPS signal directly, as
  79 described in the <a href="kern.htm">A Kernel Model for Precision
  80 Timekeeping</a> page. Specifically, the PPS driver can be used to
  81 direct the PPS signal to the kernel for use as a discipline source
  82 for both time and frequency. The presence of the kernel support is
  83 automatically detected during the NTP build process and supporting
  84 code automatically compiled. Note that the PPS driver does not
  85 normally enable the PPS kernel code, since performance is generally
  86 better without it. However, this code can be enabled by a driver
  87 fudge flag if necessary.</p>
  88
  89 <p>Some configurations may include multiple radio clocks with
  90 individual PPS outputs. In some PPSAPI designs multiple PPS signals
  91 can be connected to multiple instances of the PPS driver. In such
  92 cases the NTP mitigation and grooming algorithms operate with all
  93 the radio timecodes and PPS signals to develop the highest degree
  94 of redundancy and survivability.</p>
  95
  96 <hr>
  97 <a href="index.htm"><img align="left" src="pic/home.gif" alt=
  98 "gif"></a><br>
  99 <br>
 100
 101
 102 <address><a href="mailto:mills@udel.edu">David L. Mills
 103 &lt;mills@udel.edu&gt;</a></address>
 104 </body>
 105 </html>
 106