Facebook разработи отворена PCIe карта с атомен часовник

Facebook публикува разработки, свързани със създаването на PCIe платка, включително внедряването на миниатюрен атомен часовник и GNSS приемник. Платката може да се използва за организиране на работата на отделни сървъри за синхронизация на времето. Спецификации, схеми, BOM, Gerber, PCB и CAD файлове, необходими за производството на платки, са публикувани в GitHub. Първоначално платката е проектирана като модулно устройство, което позволява използването на различни готови чипове за атомен часовник и GNSS модули като SA5X, mRO-50, SA.45s и u-blox RCB-F9T. Оролиа ще започне производство на готови табла по изготвени спецификации.

Платката Time Card се разработва като част от по-глобален проект Time Appliance, насочен към предоставяне на компоненти за създаване на основни (Time Master) сървъри за точно време (Open Time Server), които могат да бъдат разположени в тяхната инфраструктура и използвани, например за организирайте синхронизация на времето в центровете за данни. Използването на отделен сървър ви позволява да не зависи от външни мрежови услуги за точна синхронизация на времето, а наличието на вграден атомен часовник осигурява високо ниво на автономност в случай на откази при получаване на данни от сателитни системи (напр. поради метеорологични условия или атаки).

Особеността на проекта е, че за изграждане на първичен сървър за точно време можете да използвате обикновен сървър, базиран на архитектурата x86, който включва типична мрежова карта и карта за време. В такъв сървър точната информация за времето се получава от сателитите чрез GNSS, а атомният часовник действа като високостабилен осцилатор, за да поддържа високо ниво на точност в случай на повреда в получаването на информация чрез GNSS. Възможното отклонение от точното време при невъзможност за получаване на данни чрез GNSS в предложената платка се оценява на около 300 наносекунди на ден.

За Linux е подготвен драйверът ocp_pt, който се планира да бъде включен в основния състав на ядрото Linux 5.15. Драйверът реализира PTP POSIX интерфейси (/dev/ptp2), GNSS през сериен (/dev/ttyS7), атомен часовник през сериен (/dev/ttyS8) и две i2c устройства (/dev/i2c-*), използвайки които могат да бъдат достъп до възможностите на хардуерния часовник (PHC) от потребителската среда. При стартиране на NTP (Network Time Protocol) сървър се препоръчва използването на Chrony и NTPd, а при стартиране на PTP (Precision Time Protocol) сървър - ptp4u или ptp4l в комбинация със стека phc2sys, който осигурява копиране на времеви стойности от атомния часовник към мрежовата карта.

Координацията на работата на GNSS приемника и атомния часовник може да се извърши както хардуерно, така и софтуерно. Хардуерната функционалност на съвпадащия модул е ​​реализирана на базата на FPGA, а софтуерната версия работи на ниво директен мониторинг на състоянието на GNSS приемника и атомния часовник от приложения като ptp4l и chronyd.

Причините за разработване на отворена платка вместо използване на готови решения на пазара са патентования характер на такива продукти, който не ви позволява да проверите правилността на внедряването, несъответствието между предложения софтуер и изискванията за сигурност (в повечето случаи се доставят остарели програми и доставката на корекции на уязвимости може да отнеме месеци или дори години), както и ограничен мониторинг (SNMP) и опции за конфигуриране (предлагат се собствен CLI или уеб интерфейс).

Източник: opennet.ru