爱因斯坦说：时间是人类认知的错觉。
海德格尔说：时间是人类存在的核心。
对于普通人来讲，时间就是大脑神经元中记忆碎片构建的意识。正是由于神经元的记忆特征，才能在“现在”随时的回忆“过去”。也就是说“过去”存在于“现在”之中，“过去”也就是“现在”，没有“现在”也就没有“过去”，更没有所谓的“将来”。
然而，如何去衡量什么是“过去”“现在”和“将来”呢？
我们的祖先曾经利用过圭表、日晷、铜壶滴漏和焚香计时的方法来记录时间，从此有了时辰的概念；根据地球、月球和太阳相互转动和自转的周期产生了更长的年、月、日的时间概念。
今天，时间的衡量已经到了更为精确的程度。我们使用石英振荡器来产生更为精确的“秒”、“微秒”、“纳秒”等更小的时间单位，甚至利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时，即原子钟。现在用在原子钟里的元素有氢(Hydrogen)、铯(Cesium)、铷(rubidium)等。原子钟的精度可以达到每2000万年才误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。
如今，普通的FPGA开发板采用晶振来提供时间的计量，在某些场景下采用原子钟实现更高精度更稳定的时钟源。
采用FPGA对时间进行操作的方向主要包含两个，一个是使用FPGA对时间间隔进行测量；另外一个方向就是对不同系统的时间进行同步。第一个方向可以实现几皮秒甚至零点几皮秒的测试精度（Wang H , Zhang M , Yao Q . A new realization of time-to-digital converters based on FPGA internal routing resources.[J]. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control, 2013, 60(9):1787-1795.），第二个方向则可以实现纳秒级及亚纳秒的同步。本文主要介绍FPGA实现的时间同步。
时间同步的重要性
时间同步，自古有之。闰年(Leap Year)就是为了弥补因人为历法规定造成的年度天数与地球实际公转周期的时间差而设立的。而穿越剧中的故事情节，也必须有时间同步的概念后才能把事情叙述明白。
但在网络中，尤其是5G时代，对时间同步的要求越来越高。目前5G通信网的时钟同步发展正处于标准建议阶段，5G通信网对时钟源、以及时钟传递、末级节点时钟同步性能要求有显著提升，部分节点同步性能要求可能达到10~30纳秒水平，末级节点可能在百纳秒级水平。时间同步，比较重要的一个环节就是要有一个时间的基准源，GPS和北斗定位系统，除了定位之外，还有一个超级重要的功能就是授时功能，就是提供一个大家都可以接收到的基准时钟（后续介绍的1588时钟同步就必须要有一个基准时钟）。
