中国散裂中子源是我国重大科技基础设施之一。在谱仪实验中,通过高能强流质子加速器产生超高能量的质子束撞击金属钨靶,产生大量中子,中子谱仪利用散裂反应产生的中子与样品作用,并利用中子探测器对作用后的中子进行探测,从而进行中子实验。在此实验过程中,会对谱仪实验数据进行分析,需要每个中子束团所对应的质子束团信息,包括质子个数和引出的时间值,其时钟同步精度需达到100ps以内。因此,一个同时具备高精度时钟同步功能和大数据实时处理功能的平台至关重要。由于现有的硬件设备不能同时满足高精度时钟同步与大数据实时处理两项需求,因此选择ZYNQ处理器作为本文的技术基础,在其FPGA端进行高精度时钟同步平台的构建,在其ARM端进行大数据实时处理平台的构建,最终完成整体系统的框架设计。平台的开发工作主要包含四部分内容,首先是时钟同步平台的硬件与逻辑设计,为满足WR技术时钟同步的硬件需求,本文针对WR技术进行了底层硬件电路的设计与时钟同步模块的逻辑设计。然后是时钟同步平台的软件设计,为实现上层软件协议算法等应用,进行了自定制系统的构建以及底层驱动设备树的实现。最后是Kafka数据处理平台的设计,为了将带有时间戳数据的信息进行高效统一处理,在自定义系统上进行了 Kafka平台的构建。根据开发内容,具体的设计工作如下:（1）时钟同步系统的底层硬件设计。针对WR技术,将底层电路主要分为时钟电路、存储电路、SFP电路以及UART电路四个模块。时钟电路使各个模块之间的数据处理按照规定的时序运行,确保系统可以正常工作。存储电路用于存储系统数据,在系统运行过程中高速、自动的完成数据的存取。SFP电路作为光口接收和发送光信号,与光纤进行对接。UART电路则负责整个系统的数据传输。（2）时钟同步系统的逻辑设计。根据底层硬件基础,进行时钟同步模块设计,对WRPC进行改进,通过分析WRPC中各个模块的地址分配,在所有模块之后开辟新的地址空间,添加新的时间锁存（LockT）模块,对芯片PL端的同步时间戳进行存储,实现系统的高精度时钟同步功能。（3）时钟同步系统的软件设计。根据底层硬件设计与逻辑设计,在ARM端进行嵌入式系统的配置,以此完成设备树文件的生成以及自定制系统的构建,然后通过AXI总线进行底层物理寄存器的寻址操作,从而完成上层软件对底层硬件的驱动实现。（4）大数据实时处理系统的设计。在自定制系统的基础上,结合质子数与时间值的数据信息,进行Kafka系统的构建,同时分析系统需求,进行系统功能设计与数据库设计,最后进行系统功能实现,主要包括设备端功能实现、服务端功能实现以及Kafka集群管理,从而实现多节点分布式的时间数据处理。综上所述,本文基于ZYNQ特有的FPGA+ARM体系架构,完成了高精度的时钟同步平台的构建。经过实验测试,时钟同步精度达到30.37ps,满足中了谱仪实验中高精度时钟同步和谱仪实验数据处理的需求,节约了设计成本,提高了系统性能,为之后高精度时钟同步平台的设计提供了新思路。