標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)

車載以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化——TSN標(biāo)準(zhǔn)

在IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（IEEE Standards AssociaTIon）日前舉辦的車載以太網(wǎng)絡(luò)/IP技術(shù)大會（Ethernet & IP @ AutomoTIve Technology Day）上，時(shí)效性網(wǎng)絡(luò)（TSN）標(biāo)準(zhǔn)鋒頭正勁。

TSN是IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會目前的工作項(xiàng)目之一，目的在于為現(xiàn)有的802.1與802.3以太網(wǎng)絡(luò)（Ethernet）標(biāo)準(zhǔn)增加一系列的擴(kuò)展功能，進(jìn)一步確保其確定性效能。所有汽車OEM長久以來期盼的所謂「車用以太網(wǎng)絡(luò)」，事實(shí)上將會是一種經(jīng)由TSN實(shí)現(xiàn)的802.3 Ethernet建置，不僅擁有新的物理層（PHY）標(biāo)準(zhǔn)100BASE-T1與Gb級PHY，并可為車用以太網(wǎng)絡(luò)骨干使用較輕的非屏蔽雙絞線（UTP）銅纜。

透過以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的TSN架構(gòu)由于能夠增加產(chǎn)品的差異化、改善駕駛?cè)说男熊圀w驗(yàn)，已經(jīng)吸引業(yè)界多家廠商與組織的興趣。為了廣泛布署這項(xiàng)重要的技術(shù)架構(gòu)，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)組織正為此車用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

目前正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化過程的TSN，其特性包括時(shí)間與同步、訊框優(yōu)先適用（Frame Pre-empTIon）、流量調(diào)度（Scheduled Traffic）、增強(qiáng)串流保留協(xié)議（SRP）、逐一串流過濾與管理（Per-Stream Filtering and Policing）以及訊框復(fù)制與消除等功能。

根據(jù)IEEE，時(shí)間與同步（IEEE P802.1AS-REV）是對現(xiàn)有音頻-視訊橋接（AVB）標(biāo)準(zhǔn)的修訂，從而增加支持多個(gè)時(shí)域。而訊框優(yōu)先適用（IEEE P802.3br）機(jī)制則藉由將干擾訊框分成較小的「區(qū)段」，讓傳輸中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)封包擁有較非關(guān)鍵數(shù)據(jù)封包更優(yōu)先處理的順序。這意味著關(guān)鍵數(shù)據(jù)不必等待所有的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)完成傳送后才開始，從而確保更快速的傳輸路徑。

流量調(diào)度（IEEE 802.1Qbv）選項(xiàng)則將以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量劃分為不同的類型，每一種類型均保留至特定的時(shí)間存取網(wǎng)絡(luò)，從而創(chuàng)造類型特定（class-specific）的保護(hù)「通道」。以IEEE 802.1Qcc為基礎(chǔ)的增強(qiáng)SRP與性能改善，則增加了用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI），從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中式的網(wǎng)絡(luò)配置。

逐一串流過濾與管理（IEEE 802.1Qci）機(jī)制也稱為流量控制，用于避免流量過載的情況（可能由于端點(diǎn)或交換機(jī)上的軟件錯(cuò)誤）影響接收節(jié)點(diǎn)或埠。流量管制也可能用于阻擋惡意的裝置或攻擊。

此外，有了「為可靠性進(jìn)行訊框復(fù)制和消除」的TSN選項(xiàng)IEEE P802.1CB，無論發(fā)生鏈路故障、電纜斷裂以及其他錯(cuò)誤，均能強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)可靠的通訊。此選項(xiàng)確保關(guān)鍵流量的復(fù)本在網(wǎng)絡(luò)中能以不相交集的路徑進(jìn)行傳送，只保留首先到達(dá)目的地的任何封包，從而實(shí)現(xiàn)無縫冗余。

最終，一旦這些新的確定性功能塵埃落定后，將使以太網(wǎng)絡(luò)成為更具可行性的選擇，從而取代目前汽車中所使用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，如CAN、LIN、MOST和FlexRay，最終成為汽車的核心網(wǎng)絡(luò)骨干。