&nbs購去p;TSN網卡是TSN網絡提供端到端确定性交換服務的關鍵設備。由于應用需求不同鐘暗，TSN網卡連接的端系統計算平台在計算能力，資(zī)源管理方法道朋和通信需求等方面差異較大(dà)，因此設嗎外計盡可能滿足多種應用場景需求的TSN網卡是OpenTSN開(k問樂āi)源項目的重要目标。本文分(fēn)析了睡雜不同TSN端系統的差異，提出了OpenTSN來購網卡與端系統松耦合的實現思路。
一(yī)、TSN端系統分(fēn)析
&nb市匠sp; 我(wǒ)(wǒ)們認爲TSN網卡連接的端系統節水票點主要分(fēn)爲三類，即I/O節點、計算節點以及支鐘志持雲計算的虛拟化節點，如圖1所示。
圖1 TSN端系統的分(fēn)類
其中(zh看站ōng)I/O節點實現簡單，對成本、體(tǐ)積和功耗要求哥草較高，通常沒有操作系統，難以面向TSN進行定制化設計；計月們算節點包含通用CPU和操作系統，TSN網卡可以通過修工地改驅動程序對TSN端系統的操作進行适配；而虛拟化都花節點主要面向邊緣計算或嵌入式雲計算，需要煙劇對TSN網卡進行虛拟化，TSN網卡在提供确定性I/民了O的同時，還要支持I/O的虛拟化，實現不同應用之問電間網絡I/O的隔離(lí)。
亮鐵; 每種TSN端系統的比較如下(xià)表所示這子。由于不同端節點具有不同的特點，在主機測和網卡側的TSN功劇跳能劃分(fēn)差異較大(dà)，因此難以實現通用筆知的TSN網卡設計。
&nb厭訊sp; 值得關注的是，當TSN端節點爲虛拟化平台時，主機電些側會虛拟出多個具有獨立MAC和IP地址的節點。一(yī)方面提高了TS呢頻N網絡離(lí)線規劃的複雜(zá)性，另一(yī)方面給TS空人N端系統收發分(fēn)組時的确定性保證帶來了新森國的困難。
二、OpenTSN網卡實現思路
師相爲了最大(dà)限度适配不同類型的端系統，OpenTSN網卡與端系統主機區森側采用松耦合的方式，通過千兆以太網與端系統計算舊年平台進行連接，如圖2所示。與PCIe、SPI等連接方聽文式相比，使用千兆以太網連接的優點是：
&nb好白sp;（1）通信帶寬比SPI總線高，基本可滿足多種書議終端的通信帶寬需求；
（2）事長很多CPU已經内嵌千兆以太網，因此無需在主一船機側再增加新的網卡；
制放;（3）網卡側存儲空間不會映射到主機側的存儲空間，不需要額外(w河男ài)的驅動程序支持；
&來讀nbsp;（4）對于虛拟化平台，主機側可電還以選擇支持SR-IOV的網卡，主機内部虛知如拟機/容器的交換可以不經過TSN網卡實現。
圖2 OpenTSN網卡實現思路
&n明暗bsp; 除了采用松耦合的以太網物(wù)理連接外(wài)，O請唱penTSN網卡在邏輯功能上也實現了與主機就歌側計算平台的解耦，主要表現在：
（1）延時确定性保證機制的解耦
&nbs用黃p; OpenTSN網卡通過内設RX_buf/T去呢X_buf，實現了端到端交換路徑上，應用與網卡間延時确定性保證靜會與TSN網絡（發送網卡-TSN網絡-接收網卡）延時确定性保證光說機制之間的解耦。OpenTSN隻需要保證從發也業送方網卡上的TX_buf到接收方網卡上RX_buf內什之間的延時确定性即可。
如果場些應用對通過計算平台與網卡RX_buf/Tx_buf通信的延時有嚴錯請格的确定性要求，可以通過定制優化計算平台的軟硬件實現确定性保證，與網卡無關。
飛空
（2）TSN功能到網卡的全卸載
話多 端系統主機側不用針討黑對TSN進行任何修改。在OpenTSN網卡上實現了T什樹SN管理Agent，爲全局規劃提供完整的，與端系統無關的資(拍光zī)源抽象，并接受TSN網絡控制器對網卡的配車農置，包括RX/TX調度表配置，TSN流水線中(得花zhōng)的整型、調度和冗餘控制等機制進行配置。火冷
船你 由于TSN功能全部卸載到網卡上，明歌因此主機計算平台的處理不需要全網同步的時間頻件基準。
三、總結
票照 網卡上RX_buf/Tx_buf志都的設置和Tx/Rx調度表設計對OpenTSN網卡與端系統從又解耦十分(fēn)重要。這也是其他類型時放森間觸發通信（如TTP）實現通信控制器與主機消息作件交互的方法。
&n員雨bsp; TSN邊緣注入時間規劃功能可通過新報RX調度控制Rx_buf中(zhōng)分(fēn)組進入TSN流水線的為刀時刻實現。同時，基于Tx調度，網卡也可以精确控制按指定時刻向計算謝習平台和應用提交接收到的分(fēn)組。
到店; 圖2隻給出了網卡處理時間觸發流暗志量（scheduled Traffic）的方法，我(wǒ)森火(wǒ)們将在後續文章中(zhōng)進一(yī)步給出OpenTSN網電低卡同時支持時間觸發、AVB和BE流量的方法。
