&頻見nbsp;TTE和TSN是目前實現确定性以太網交換的兩種主鐘市要途徑。由于TTE技術研究較早,SAE AS6802票劇标準在IEEE 802.1 TSN工(gōng)作組成立之前就已經發布,因此在船些高端裝備(如航空航天、智能汽車(chē)等)研制領域,TT中知E成爲确定性以太網交換的首選方案。随着TS媽讀N标準規範的日漸成熟完善,相關芯片、軟件和整體(tǐ)解件河決方案不斷完善,能否在高端裝備制造領域中(zhōng)使匠制用标準TSN技術取代TTE已經成爲令人關注的問題。
鄉拍
 兵風; 對于标準以太網,TTE和TSN在時間同步、門事可靠性和轉發延時保證等方面都進行了增強。轉發交換的山商延時保證機制是确定性交換的核心。TTE和TSN在延時做就保證方面不同的實現機制,反映了TTE和TSN具有不同的設計哲學。而設計哲學的差喝線異可能預示了兩種技術不同的發展前景。
一(yī)、設計哲學差異
相我 以太網自1973年發明,是計算機網絡50年發展史中(zhōng)可與IP相到內媲美的最爲成功的技術之一(yī)。TTE和TSN都是架亮男構在标準以太網上的确定性交換技術,但TSN必将在公成爲根正苗紅的“以太網2.0”,而TTE隻有以太網的“形”,缺少工放以太網的“神”,随着TSN技術的發展,必将被淘汰。
 站匠;圖1是TTE實現機制(出自TTTech研究人門見員(yuán)撰寫的論文[1])和TSN80和姐2.1Qch定義的CQF機制在确定性交換實現機制方面的比較。
鄉讀
圖1确定性交換實現機制比較(a)TTE (b)TSN的CQF機制 暗相
&n場坐bsp; 對于TTE交換機,輸入接口收湖內到TT分(fēn)組後,會查找接收調度表,對比分(fēn)頻都組接收時間是否落在合法的接收窗口(w)内笑線,如果在窗口内,則會得到一(yī)個分(fēn)組緩沖區地址,将國林分(fēn)組寫入RAM中(zhōng)的緩沖湖說區。否則丢棄分(fēn)組;在每個輸出接口,發送調度表中(zhōn路他g)會配置RAM中(zhōng)每個分(fēn)組章章的發送時間(T),當發送時間到達時,輸出調度器從相應的buf鐵線中(zhōng)讀取分(fēn)組發送。接收調度表門公和發送調度表都是離(lí)線計算得到,分(fēn)組轉發模型實際上是由接學低收和發送調度表控制的對RAM的讀寫操作。顯然,接收和發送調度表的山多規模以及RAM中(zhōng)緩沖區的個數都與TT流量的特性和負載相關。畫廠
&河家nbsp; 對于支持CQF的TSN交換機,每個交換機内城妹部隻需兩個按照乒乓隊列Q1和Q2,時間軸從街被簡單的劃分(fēn)爲奇數時槽S1和偶數時槽S2。輸入接口在奇數照視時槽S1接收的分(fēn)組進入隊列Q1,在偶數時槽姐電接收的分(fēn)組進入隊列Q2。輸出接口調度的整型機制也十分(fēn)簡單,的吃S1時槽隻能調度Q2中(zhōng)的分(fēn)組,S2時槽隻能錢為調度Q1中(zhōng)的分(fēn)組。顯然,村章當時槽寬度爲d時,如果交換機保證S1時槽接收的分資樹(fēn)組(進入Q1)在下(xià)一師湖(yī)個S2時槽發送,而S2時槽接收的分(fēn)組自師(進入Q2)在下(xià)一(yī)個S1身裡時槽發送,那麽分(fēn)組在交換機中(zhōng)延時上界爲2器醫d,下(xià)界爲0。分(fēn)組在經過K個這樣的交換機時,延時的上限爲(文鐵K+1) *d,下(xià)限爲(K-1) *d。
上述分化能(fēn)析可知(zhī),TTE和TSN在實現上有一(yī)些明顯差異習黑,如下(xià)表所示。
上述對比可地作見,TTE在設計時并沒有利用到作爲網絡分(fēn)組交換基礎術唱的排隊論,沒有用隊列對應用相關信息進行分(fēn)類聚合,因此實現複雜(快區zá)度較高。或者說,TTE隻用到了IEEE 802.3以太網的MAC層規範笑子,而與IEEE 802.1定義的網橋實現機制無關。因此TTE交吃體換機設計沒有相應的規範可借鑒(這也是多數白為人認爲TTE是TTTech“私有技術”的原因)。
體是
與T花信TE不同,TSN交換的核心機制本身就是IEEE 802.1工(gōng)作組制可這定的,是對802.1Q網橋協議的擴充和增強。TSN更加和新強調針對不同TSN應用場景對輸出調度整型機制聽從的擴充。因此TSN在轉發交換方面的所有工(gōng)作都考慮與現有的以腦做太網交換前向兼容,可看作“以太網2.0”。
器還從另一(yī)個角度看,TTE是從分(fēn)布式系統設計角度提出的,而TSN作現是從網絡角度提出的兩種不同的解決方案。一(yī)旦技術落地需要在交換芯務黑片中(zhōng)實現,毫無疑問後者更具有優勢。
二、發展前景預測
南了 我(wǒ)(wǒ)們認爲,未來5-10年TSN将會取代TTE,成頻員爲高端裝備制造領域主流的交換網絡方案。主要原因如下(xià)雜體。
 數國; 一(yī)是與TSN相比,TTE的優技河勢在于時間同步。與IEEE 1588定義的黑就PTP協議不同,TTE的時間同步不需要單一(y費紙ī)的主時鍾源(GrandMaster),是慢對一(yī)種全分(fēn)布的高可靠時間同步機制,支持多種故視器障模型。然而時間同步機制在交換實現中(zhōng)相對獨立。既船車然當前TSN可以針對不同場景定義了不同的輸出機制城拿(基于信用/時間感知(zhī)/異步等),TSN也可以擴充支持多種問老時間同步機制,如需要外(wài)部時鍾源的時間都多同步機制(IEEE 1588)不需要外(wài)部如畫時鍾源的内部同步機制(AS6802);
 又愛; 二是TSN交換實現機制前向兼容目前标準以太網的交換機水腦制。在現有以太網交換芯片絕大(dà)多數邏輯保持不變情況下(xià)木又,隻需增加時間同步和輸出接口整型邏輯即可支持TSN交換,因此好科容易被工(gōng)業界接收;
 影但; 此外(wài),除了高端裝備制造領域外(w站拿ài),TSN還會在工(gōng)業互聯網、5G前傳網如音絡中(zhōng)得到應用。特别是TSN将作爲工(gō微輛ng)業互聯網基礎設施重要組成部分(fēn)被大(dà)業窗力推廣,IEC/IEEE也正在聯合定義工(gōng)業智能制造中(zhōn風但g)TSN的應用場景。未來市場更大(dà),熟悉TSN的術舊人才更多将是促進TSN技術發展的最根本的推動力黑嗎。
參考文獻:
習頻 [1]Domi¸ti錢好an T˘amas¸–Selicean,P但媽aul Pop,WilfriedStei唱月ner. Synthesis of Commu大書nication Schedules fo物畫r TTEthernet-BasedMixed-Criticalit些刀y Systems. CODES+ISSS’12, 工科October 7–12, 2012, Tampe快術re, Finland.