&市學nbsp; TSN網絡實現确定性的分組交換不(又短bù)但需要TSN交換機，TSN接口适配器(qì)以及管理控制系統配合實現年見，而且必須能夠清晰的給出時(shí)間敏感流量的規範特性。由于T草路SN技術發展迅速，新标準和修訂不(bù)朋拿斷湧現，特别是面向特定行業的解決方案差異較大(如窗dà)，因此不(bù)同廠商的TSN設備互聯互通(tōng)十分困難。T舊舞SN解決方案提供商必須提供TSN網絡整套解一討決方案，在研制TSN交換機同時(shí)，必須提供配套的網絡接口适配器(照房qì)和控制軟件的方案。 一、TSN網絡接口适配器(qì)的特點問務    （1）與商用網卡的比較
     師國由于TSN網絡具有明顯的行業特點，不(bù)同場景下的TSN交換具有不(湖樂bù)同的網絡接口和鍊路，資(zī)源預約方式數下，時(shí)間同步方式，故障冗餘等要求，特别的TSN定義了與标志窗準以太網不(bù)同的UNI接口，因此構建TSN網絡不(bù)能使用标準的網絡微放接口适配器(qì)，必須進行針對性的定制。
TSN網絡接口适配器(qì)與标準網卡的比較如(r玩事ú)下表所示。    村用;（2）TSN接口适配器(qì)實現模型
     TSN樂志接口适配器(qì)實現需要考慮外部接口定河跳義以及内部處理模型兩方面，如(rú)下圖所示。TSN接口少麗适配器(qì)的接口包含與結點CPU連接的接口，與網絡連接的接口算雜（UNI）以及與配置管理系統連接的接口。    &nbs技樹p; 通(tōng)常TSN接口适配器(qì)與控制計算她子機CPU的接口為(wèi)PCIe接口，可保證較大(dà員生)的傳輸帶寬和較小的延時(shí)，與傳感器(qì)/控制器(qì)節點連高坐接的接口為(wèi)以太網接口（适配器(qì)與控制器(qì)大白/傳感器(qì)物理分離）或内部總線接口（适配器(qì)與傳感器(qì)/雪科控制器(qì)深度集成在一個SOC系統内）。    &nb嗎不sp; TSN适配器(qì)與網絡綠一為(wèi)标準的以太網接口，本文後續将會(huì)對UNI接窗鄉口進行詳細分析。而對TSN接口适配器(qì)的配置管理接口可采用多時事樣化的實現方式，既可以通(tōng)過CPU接口，由驅動程序對适配器(qì)進和短行管理控制，也可以通(tōng)過UNI接口，由外部的集中控制器(qì)對适樂子配器(qì)進行控制。在特定環境中，TSN網絡還可以采用獨立的資刀總線對接口适配器(qì)的管理甚至是時(shí)間同步進行控制。 議拿    &n自要bsp; TSN适配器(qì)内部邏輯除了比器木較直觀和标準的“分類标記整形與調度”，“時(shí)間同白那步”，“配置管理”外，還包含“冗餘控制”和“應用加速”兩部分。 校身
冗餘控制是根據TSN網絡特定應用場景的需求确定的，例歌媽如(rú)在艦船上特定應用場景需要支持冗餘接入備份的雙口功能。 員物 應用加速功能是擴充網絡适配器(q嗎讀ì)功能，使之具有類似智能網卡的應用加速功能，以便好吧減小TSN網絡結點體積和功耗對特定應用的加速。一個典型店空的場景是将高分辨攝像頭通(tōng)過TSN适配器(qì)接入村離網絡，适配器(qì)不(bù)但能根據攝像頭的數據流規範你器向網絡預約資(zī)源，保證采集數據傳輸的質量，還可音朋以利用可編程資(zī)源，在數據傳輸前完成視頻采集數據的編解公煙碼和内容加解密等處理。這類功能雖然與TSN無關，但可以對全系統整體的處理效率、生農功耗和體積進行優化，特别适合汽車(chē)、飛機和衛星上數據采集和計算分析的靜媽場景。 二、TSN網絡的用戶網絡接口（UNI）設自司計 UNI定義了TSN端節點與網絡的接口規範，從物理會南層的接口速率，線纜長(cháng)度，時(sh日好í)間同步，到鍊路層的資(zī)源預約和故障冗餘等機制都森制需要進行針對性設計。    （1）UNI接口速率
    裡我; 目前工(gōng)業環境下TSN網絡鍊路主要采用100M錯影以太網和1G以太網，對10/100/1000以太網速率的自去微動協商并沒有明确的要求。一方面是因為(wèi)網絡是封閉和确定女土的，其中接入節點的帶寬可以預先規劃；另一學少方面是不(bù)确定的鍊路協商速率使得(de)網絡延時友朋(shí)和帶寬難以預知，增加了确定性管理的複雜性。因舊藍此TSN接口适配器(qì)在設計時(shí)可以根影醫據需求固定網絡接口的速率，使用簡單的MAC層處理邏輯，而無需支持接口報土速率的自适應。    （2）UN紙業I接入電纜長(cháng)度
    &n學白bsp;TSN網絡UNI設計時(shí)一個比較容易忽略的問題時(shí)匠動TSN網絡中網線的長(cháng)度。假設信号在光纖和電纜上傳輸從和的速度為(wèi)每秒30萬公裡（由于存在分布電感和電容，電信著我号在電纜中傳輸速度一般按照20萬公裡估算），那麼30m的傳輸延時(shí)約為去頻(wèi)100ns左右。因此為(wèi)了提升時(shí)間同步精度，TSN子山網絡在規劃時(shí)必須考慮電纜長(cháng)場技度。如(rú)果接口适配器(qì)接入網笑友絡的接入電纜長(cháng)度無法确定，那麼可以考慮采用I影站ETF Detnet工(gōng)作組提出的大(dà)規模網絡确定性轉發的方短老案，放松對時(shí)間同步的要求。 下熱    （3）UNI的資(zī)源的謝預約
     文放;TSN保證确定性交換的前提就是提前有一個類似“高鐵運行到做時(shí)刻表”的規劃圖，生成這個規劃圖分為(弟也wèi)在線兩種和離線方式。在線規劃方式要求TSN嗎聽網絡接口支持類似802.1Qat和802.1Qcc協議，動态的為(wèi)白海時(shí)間敏感業務預約網絡資(zī)源，其這門優點是支持網絡節點的動态加入和退出以及可變的時(shí)間敏感業務傳輸需求，但弟請這大(dà)大(dà)增加了TSN網絡接口驅動的複雜性。 工火    林多  離線規劃方式主要針對時(shí)間敏感業務傳輸需外件求是固定的封閉網絡，例如(rú)工(gōng)廠車(chē)間分門的現場控制網絡，列車(chē)骨幹網絡和汽車(chē)車(chē)制議載網絡等。這些網絡的網絡接口不(bù)需采用動态有笑協議向網絡預約資(zī)源，十分适合計算和存儲能力都十分有限的傳感器(qì了筆)和控制器(qì)接入TSN網絡。     輛花; 離線資(zī)源預約隻适用于能習滿足局域網内部交換的确定性，在更大(dà)區域範圍内跨網關或路由器物但(qì)的确定性轉發控制必須采用其他(tā)的技術，站要如(rú)2015年IETF成立的Detnet（确定性網絡議視）工(gōng)作組提出的L3網絡中的确定性保證機制，當然目前Det朋商net相關規範還在草案階段，與TSN相比弟劇，更加不(bù)夠成熟。    （4）UNI時視聽(shí)間同步
   費去;  雖然近年來一些IETF Detnet工(gō吧短ng)作組針對大(dà)規模網絡提出了不(bù)需要時(shí做體)間同步的确定性轉發方案，但這些會(huì)大(dà)大(d錢那à)增加網絡接口和交換對時(shí)間槽标記和映射的複空可雜性，難以在局域網中部署。因此TSN網絡接口适配器(qì街那)必須支持1588時(shí)間同步機制。     &nb亮做sp;當前一些商用網卡如(rú)i350，82559，x550等支持158事喝8PTP協議。但由于這些網卡的時(shí)間同步實現必須驅路雨動參與，例如(rú)生成follow up同熱雜步幀，因此需要占用計算和存儲資(zī)源，難以支持較高公還頻率的時(shí)間同步，同步精度難以保證。條讀飛件許可情況下，TSN網絡接口适配器(qì)應水物由硬件實現全部的時(shí)間同步功能。    （5）UNI故對房障冗餘
     除了具有确鐘請定性延時(shí)外，确保分組不(bù)丢包的可靠校水傳輸也是TSN的重要目标。TSN 802.1CB規範定義了為(wèi)了确保可但很靠傳輸的幀複制和消除機制，基本思想是從TSN網照錯絡接口就将數據流劃分成不(bù)同的子(z制那ǐ)流，不(bù)同的子(zǐ)流通(tōng)過呢懂網絡中不(bù)同的路徑進行傳輸，在子(zǐ)流的彙聚點再進行重複分組的丢朋長棄，以避免路徑故障帶來的分組丢失。因此，TSN網絡接口适配器(qì)快朋必須支持多個冗餘的網絡接口接入網絡，并可根據需求支持802.1CB等協科慢議的處理。   &現白nbsp;  後續我們雪站(men)會(huì)對基于FAST架構哥年和Zynq FPGA的TSN接口适配器(qì短場)的設計思路和實現技術進行分析，歡迎繼續關又年注。