&黃老nbsp; 2012年，IEEE 802.1的Audio V火就ideo Bridging任務組正式被TS有事N任務組代替。TSN任務組主要工(gōng)作是定義在交換式以太網中轉發森內時(shí)間觸發消息的IEEE标準集合，目标是标準化“确定少還性以太網”技術， 滿足現有和新興市場，特别是工(gōng)業互報海聯網的需要。      随舊那着越來越多的TSN标準落地，TSN距離應用已不(bù拍空)再遙遠。工(gōng)信部2018年6月的推出大快的《工(gōng)業互聯網發展行動計劃（2018暗黃-2020 年）》明确提出“在汽車(chē)、航空航天、石油化工(g厭森ōng)、機械制造、輕工(gōng)家(jiā)電、信息電子(zǐ)等重點雨他行業部署時(shí)間敏感網絡（TSN）交換機、工(gōng)業互聯網明校網關等新技術關鍵設備”，當前對TSN交換核心機制的研究以及研發T都師SN交換機已經變得(de)十分迫切。 一、TSN交換的特點     &拍市nbsp; 與标準的以太網相比，TSN最大(dà)的特點是能夠保證數據交換的爸什确定性，在提前确定時(shí)間敏感數據流（稱為(wèi)sche西會duled traffic）傳輸的周期，每個周黃市期傳輸的數據大(dà)小後，隻要數據發送方按也你照約定将數據發出，TSN就能夠保證在确定的時(shí)間将數據交換到腦得接受方。    間說（1）TSN的特點
    &n街微bsp;TSN網絡主要實現相對封閉網絡中的關鍵數我購據可靠交換，與互聯網和數據中心網絡具有不(b歌音ù)同的技術要求，對比如(rú)下表所示。    （2）TSN與以村購太網的比較
     西科由于TSN網絡封閉和規模有限，不(bù)那女存在編址、路由和管理的擴展性問題。雖然TSN采用行河以太網幀格式，其交換技術規範的核心也是802.科制1Q，但其實現機制與以太網具有明顯差别，即以太網交換隻考慮訊不節點、隊列和鍊路三個核心要素，而TSN交都新換處理考慮上述三個要素外，還引入了時(shí)間這個實他都現确定性交換的關鍵要素。      雪頻一個簡單的比喻是當前的以太網是高速公路網，每個分組是進入高樂生速公路的汽車(chē)。在高速公路網上，汽車(chē)可以在任北綠意時(shí)間進入高速公路（不(bù)需要預先會行注冊和規劃）很快速的從一個城市到達另一個城市，也可能因為(wèi)事故街喝導緻的道路擁塞大(dà)大(dà)增加行駛新店的時(shí)間。因此汽車(chē)在高速公路上延時(shí)是不(bù)确樹村定的。特别是汽車(chē)在某個時(shí老鄉)刻進入高速公路後，很難預先給出其途經每個中間節點唱兒（休息區，立交橋等标志性地點）的精确時(sh媽熱í)間。     &話農nbsp;TSN網絡是可以看成高鐵網絡，每個分組可以看成一輛女冷高鐵列車(chē)。每列高鐵的運行必須根電電據預先規劃好(hǎo)的高鐵運行圖進行。每個高鐵列車(chē)從光開始發站發出，途徑每個中途站點以及到達目的車(chē)站術體的時(shí)間都是确定的，可以有一個确定的預期。更進她微一步看，高鐵到達中間車(chē)站時(shí)，什麼時(shí)候進展做明，什麼時(shí)候出站，以及進展後在哪個站台停靠都有預民水先的規劃。因此搭乘高鐵出行的時(shí)間是确定的，可以預期的。理西 二、TSN核心交換機制     &n拍錢bsp;802.1TSN任務組成立後，針對确技物定性交換的目标，在時(shí)間同步，延時(shí)保證，睡厭交換可靠性以及網絡管理方面研究了多種算法和協議機制木也。這些協議機制或者作為(wèi)标準修訂融入802.1Q标準，或者作為(wèi制河)獨立的标準存在（如(rú)802.1CB）。能相   &nbs麗門p;（1）核心TSN交換算法和協議機制
     核人志心的TSN交換算法和協議機制，以及與高鐵網笑議絡相關機制的類比如(rú)下表所示。      此外，事低針對用戶如(rú)何應用上述機制，實現滿足自己特睡要定需求的TSN網絡，TSN工(gōng)作組還定義了那化循環隊列轉發（CQF：Cyclic Queu兒這ing and Forwarding）模型。根北為據該模型用戶可以方便的配置TSN交換機，實現延時(shí)确定的TSN網絡民時。目前CQF已經作為(wèi)IEEE 802.1Qch規範融入802信訊.1Q-2018标準中。     訊在; 我們(men)将在後續文章老姐中，進一步介紹上述标準的工(gōng)作原理和基于FAST流水線的實舊學現方法。 三、基于FAST的TSN實現：機遇與挑通如戰    &nb購花sp; TSN交換設備在實現上具有标準發展迅速和應用放北場景多樣化兩個特點。    （1）标準發展迅速
   &明生nbsp; 例如(rú)IEEE 802.1Q規範是指導以太網交們林換芯片實現的核心标準，但近年來TSN标準發展迅速，上文提到的黃去802.1Qbv/bu/ci/cc等TSN核心交換機制均作為(wèi)802.花門1Q-2014标準的修訂添加到802.1Q-2018标準中，。從802.1TS花要N的官方網站可以發現，目前TSN工(gōng)作組林技還有很多項目是對802.1Q-2018的标準進行繼續進行繼續修訂和擴充站吃。    （2）TSN應用場景差異大(d弟理à)
    &nb和近sp;目前除了典型的工(gōng)業互聯網應用市謝場景外，5G前傳（fronthaul）網絡，高鐵車(chē)輛網絡、汽車(老吧chē)車(chē)載網絡、飛行器(qì)内部網絡甚至是空間衛姐化星網絡都在考慮使用TSN交換機制，這些網絡在雪有同步精度，傳輸帶寬，交換延時(shí)，故障冗餘，設備功耗東我等方面都有不(bù)同的要求，即使已經有部分芯片标稱支持TSN地要，例如(rú)2017年博通(tōng)推出的BCM56370看去芯片，但也難以滿足不(bù)同應用場景的一校需求。因此      預計看近TSN标準快速發展變化的時(shí)間還會(huì)持續3算如-5年，這個期間内，基于FPGA（而不(bù)是TSN ASIC芯片）的TSN高這交換實現無疑是最佳選擇，不(bù)但可以支持标準老美的快速擴展更新，而且可以針對具體的應用場景進行定制化設計。基于F如黑PGA的TSN交換也必須突破亞微妙級時(shí)間同步，時(s近讀hí)間控制的複雜隊列管理調度，開(kāi)放的編程API等可兵設計難題。      看她;由于FAST具有可擴展硬件流水線、FPGA/CPU協同處理以及開不制(kāi)源開(kāi)放等核心特征，基于F習訊AST平台的TSN交換實現不(bù)但給FAST吧拍的發展帶來了新的機遇，也給當前TSN交換設備實現帶來新的途徑。 時從