随着智能数字电网、4G与5G高速通信网络、国防军工和工业控制等领域的的高速发展,对高精度时间基准的要求也越来越高,而高精度时间基准是靠高精度时钟同步技术来获得的。在距离较远的大型系统与大型系统之间可以利用GPS和北斗等卫星手段进行高精度授时同步,然而各大系统内部之间的小型系统由于成本、维护、环境因素等客观原因不能大规模应用卫星技术进行时钟同步,因此在小型系统中只能选用其他时钟同步方式如IRIG-B码、NTP、PTP等。NTP以出现时间最早、成本最为低廉、实现难度最低等优点而应用最为广泛。但NTP授时精度仅能达到ms级别,且由于容易受到网络协议栈的抖动的影响而造成时钟同步的稳定度较差,在很多应用场景中难以满足需求。其次是IRIG-B码,其时钟同步精度可以达到us级别,可以满足大多数小型系统的时钟同步需求。但IRIG-B码也有其明显的缺点,比如需要进行专门布线使得后期维护和升级困难。由此,近些年出现的PTP时钟同步技术,即本文中所采用的IEEE1588时钟同步技术,在NTP的基础上进行了大幅度改进,使得时钟同步授时精度大幅提升和稳定性大幅提高。IEEE1588仅用比NTP时钟同步方案稍多的成本就可以实现达到甚至超越IRIG-B码的同步授时精度,同时可以在目前已广泛应用的NTP时钟同步网络上无缝升级,使得升级成本和维护难度大大降低。考虑到本文所设计的IEEE1588同步端系统可能应用于不同领域,本文有别于传统IEEE1588时钟同步采用ARM+DP83640芯片的实现方案,采用了可扩展升级的FPGA来代替其中DP83640芯片,以期在未来可以增加新的特性和功能。另外,最高时钟源不仅支持GPS还加入了对2020年即将实现全面组网的北斗的支持,降低对GPS的依赖实现自主可控。同时也可选用其他外参考源如其他IEEE1588源和IRIG-B源作为时钟源,确保系统在应用IEEE1588技术作为时钟同步过程中不会发生因为GPS或者北斗等卫星信号丢失而工作异常的情况,这样一来也可以做到与目前系统内采用其他时钟同步技术的时统设备兼容。