物联网|安富利：以TSN技术推动工业物联网快速发展( 二 )
迈向TSN之路
虽然今天我们探讨最多的是TSN在工业领域的应用 ， 但实际上它缘起于一个音视频领域的标准 。 为了有效解决音频视频网络中数据实时同步传输的问题 ， IEEE802.1工作组于2006年成立AVB音频视频桥接任务组 ， 并取得了卓有成效的进展 。 很快人们就意识到 ， AVB的一系列研究成果 ， 与解决以太网中数据传输的时间确定性问题之间 ， 有很多共通之处 。 于是在2012年 ， AVB任务组扩大了时间确定性以太网的应用需求和适用范围 ， 并将任务组名称改为“TSN任务组” 。
TSN需要应对的挑战 ， 主要有三个方面：时间同步、调度和流量整形 ， 以及通信路径的选择、预留和容错 。
·时间同步：此举是为网络中的所有设备实现共同的时间参考 ， 提供彼此同步的时钟 ， 也是为端到端的传输延迟提供一个协商的基准 。
·调度和流量整形：允许在同一网络上共存不同优先级的流量类别 ， 每个类别对可用带宽和端到端延迟都有不同的要求 ， 由此实现不同数据流量类型的同网传输 。
·通信路径的选择 ， 预留和容错：定义所有参与实时通信的设备在选择通信路径、预留带宽和时隙方面需要遵循相同的规则 ， 使其可以利用多条路径来实现故障排除 ， 确保网络的安全性和可靠性 。
经过多年的发展 ， TSN已经在IEEE802.1标准框架下 ， 定义出了一系列的“子标准” ， 形成了一套完整的协议 ， 为以太网协议的MAC层提供通用处理机制 ， 在确保以太网数据通信的时间确定性(实时性)的同时 ， 也让不同协议网络之间的互操作成为了可能性 。
当然 ， 从标准的制订到行业普遍接受、大范围的商用 ， 还需要一个漫长的过程 ， 对于工业制造业这种行事缜密的领域 ， 人们考虑权衡的因素就更多了 。 因此 ， 围绕着TSN整个生态体系的搭建 ， 人们的努力一直没有停止 ， 各个技术供应商业都从不同层面 ， 为TSN最终的落地提供着支持 ， 积聚着能量 。
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图1 ， 安富利的TSNHWEvalKit
比如 ， 安富利就为开发者提供了一个时效性网络硬件评估套件(TSNHWEvalKit) 。 这是一个利用现有的Xilinx和安富利的硬件资源搭建的TSN平台 ， 开发者可以利用它实现TSN的原型开发和验证 ， 为最终的方案实现奠定坚实的基础 。
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图2：基于安富利TSNHWEvalKit的TSN系统框图
总之 ， 工业4.0以及工业物联网(IIoT)的兴起 ， 让人们踏上了一条对以太网进行深度“魔改”之路 ， 作为这次“魔改”成果的TSN正在前面向我们招手 ， 现在是时候加快脚步 ， 向着这个目标冲刺了 。
关键字：安富利TSN技术工业物联网
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