TSN是目前國際產(chǎn)業(yè)界正在積極推動的全新工業(yè)通信技術(shù)，為下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心。ZLG致遠(yuǎn)電子敢為人先，準(zhǔn)確把握新一輪科技革命的歷史機(jī)遇，在TSN領(lǐng)域積極布局，推出了TSN系列核心板產(chǎn)品M64xx-T。
TSN技術(shù)簡介
時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time-sensitive Networking，TSN）是在IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)框架下制定的新一代標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù), 運(yùn)行在OSI 模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，如圖1所示，TSN技術(shù)源于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的隊(duì)列傳輸機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)幀格式也是采用包含VLAN 標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀格式。
圖1 TSN 的IEEE 802.1 框架
在標(biāo)準(zhǔn)層面，IEEE 802.1時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)工作組發(fā)布了一套用于工業(yè)和汽車網(wǎng)絡(luò)的開放實(shí)時(shí)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)TSN，包括IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1AS 等標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示，旨在降低布線成本，打破信息孤島，同時(shí)在通信過程中傳輸不同時(shí)間敏感性的數(shù)據(jù)。
圖2 TSN 的協(xié)議簇
TSN時(shí)間同步技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
當(dāng)前時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為包括芯片廠商、通信設(shè)備廠商、自動化廠商、相關(guān)行業(yè)組織以及各類研究機(jī)構(gòu)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)組成環(huán)節(jié)關(guān)注的熱點(diǎn)，我司緊跟科技創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢，推出了TSN技術(shù)落地實(shí)踐項(xiàng)目M64xx-T系列核心板。
M6442-EV-Board是ZLG致遠(yuǎn)電子精心推出的集工控與評估于一身的評估板。該評估板了搭配M6442-1GF4GLI-T核心板做評估和擴(kuò)展使用，方便靈活?？蓾M足M64xx核心板的接口評估，也可以直接用于電機(jī)驅(qū)動器、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、工廠自動化等應(yīng)用場合。
圖3 M6442-EV-Board評估板
Sitara AM6x處理器通過子系統(tǒng)支持TSN標(biāo)準(zhǔn)和其它工業(yè)協(xié)議下的千兆位傳輸速率，可在單一網(wǎng)絡(luò)上融合以太網(wǎng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。這一特性對于工業(yè)4.0應(yīng)用中的實(shí)時(shí)通信至關(guān)重要，可在工廠中實(shí)現(xiàn)可重新配置軟件的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)。
在通信網(wǎng)絡(luò)中，許多業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行都要求網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步。時(shí)間同步包括頻率和相位兩個(gè)方面的同步，通過時(shí)間同步可以使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備之間的頻率和相位差保持在合理的誤差范圍內(nèi)。
本文基于M64xx-T核心板，對其TSN時(shí)間同步功能進(jìn)行了全方位的測試，測試結(jié)果可為用戶進(jìn)行TSN技術(shù)選型提供參考。
測試結(jié)果說明如下：
- master offset，表示ptp協(xié)議中定義的主從端時(shí)間差（單位：ns）；
- s0、s1、s2，指示器顯示時(shí)鐘伺服的不同狀態(tài)：s0 表示已解鎖，s1 表示時(shí)鐘步進(jìn)，s2 表示已鎖定。如果伺服處于已鎖定狀態(tài) (s2)，并且 pi_offset_const 選項(xiàng)在配置文件中設(shè)置為負(fù)值，則時(shí)鐘不會步進(jìn)，而只會緩慢調(diào)整；
- freq，表示時(shí)鐘的頻率調(diào)整（以十億分率 (ppb) 為單位）；
- path delay，表示從主時(shí)鐘發(fā)送的同步消息的預(yù)計(jì)延遲（以納秒為單位）。
