近日，工業(yè)和信息化部發(fā)布了2022年第23號(hào)公告，批準(zhǔn)發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 4134-2022《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)需求及場(chǎng)景》。該標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)首個(gè)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著我國TSN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，對(duì)構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系具有重要意義。

TSN源于Time-Sensitive Networking的縮寫，中文譯名為時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，因其具備的確定性和微秒級(jí)交互特性，受到了對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的工業(yè)控制領(lǐng)域的關(guān)注。

TSN與工業(yè)數(shù)智化

TSN技術(shù)在工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、5G等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，這些領(lǐng)域?qū)r(shí)間的敏感度上有著極具嚴(yán)苛的要求，具備TSN技術(shù)的設(shè)備能夠?qū)⒖刂浦噶畹膫魉瓦^程控制在微秒級(jí)別的時(shí)間精度內(nèi)。通過提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，來保障相應(yīng)場(chǎng)景的安全性，從而保障人員安全及提高調(diào)度效率。

目前，TSN技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了部分的落地應(yīng)用。如，中國移動(dòng)與南瑞繼保的5G TSN綠色智慧電網(wǎng)、鞍鋼的5G云化PLC。TSN技術(shù)幫助企業(yè)提升生產(chǎn)控制柔性，TSN技術(shù)正成為更多工業(yè)用戶降本增效的考慮項(xiàng)。

創(chuàng)龍科技TSN最新產(chǎn)品

TSN作為較前沿技術(shù)，雖現(xiàn)業(yè)界未大范圍應(yīng)用，但為更快速響應(yīng)客戶在未來生產(chǎn)控制柔性及效能的需求，經(jīng)過數(shù)月的測(cè)試研發(fā)，創(chuàng)龍科技(Tronlong)已推出基于TI 16nm的AM64x設(shè)計(jì)的SOM-TL64x工業(yè)核心板、TL64x-EVM工業(yè)評(píng)估板，為國內(nèi)首發(fā)，現(xiàn)已正式對(duì)外發(fā)售。

創(chuàng)龍科技TI AM64x工業(yè)核心板/評(píng)估板，具備5路TSN原生千兆網(wǎng)，并可同時(shí)使用。通過時(shí)鐘同步、數(shù)據(jù)流調(diào)度策略、TSN網(wǎng)絡(luò)與用戶配置的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)控制指令的高速傳輸，為各用戶提供低時(shí)延、低抖動(dòng)、高可靠、廣覆蓋的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

圖 4SOM-TL64x工業(yè)核心板框圖

AM64x TSN機(jī)制參數(shù)測(cè)試

對(duì)于TI AM64x產(chǎn)品的TSN網(wǎng)口，創(chuàng)龍科技在“時(shí)間同步機(jī)制”、“時(shí)間感知整形器機(jī)制”、“搶占式MAC機(jī)制”、“時(shí)間敏感流轉(zhuǎn)發(fā)與排隊(duì)機(jī)制”的4個(gè)方面進(jìn)行了專業(yè)測(cè)試。

(一)時(shí)間同步機(jī)制在時(shí)間同步機(jī)制中，進(jìn)行了 PTP（高精度時(shí)間同步協(xié)議）對(duì)時(shí)測(cè)試，驗(yàn)證了PTP對(duì)時(shí)功能正常。

圖 5基于CPSW網(wǎng)口path delay約為536ns

圖 6基于PRG網(wǎng)口的path delay約為455ns

(二)時(shí)間感知整形器機(jī)制在時(shí)間感知整形器機(jī)制中，基于CPSW網(wǎng)口的網(wǎng)絡(luò)包發(fā)送情況進(jìn)行分析，抓取的數(shù)據(jù)包如下。本次測(cè)試結(jié)果與TI官方出示的數(shù)據(jù)一致。

圖 7端口5001：在204us之后關(guān)閉(TC0/Q0)閥門

圖 8端口5002：在572us之后關(guān)閉(TC1/Q1)閥門

圖 9端口5003：在198us之后關(guān)閉(TC2/Q2)閥門

(三)搶占式MAC機(jī)制在搶占式MAC機(jī)制中，通過網(wǎng)線將2個(gè)TL64x-EVM評(píng)估板的ETH1網(wǎng)口互連進(jìn)行測(cè)試。其中評(píng)估板1作為iperf3服務(wù)端，評(píng)估板2作為iperf3客戶端。

圖 10評(píng)估板1（服務(wù)端）

圖 11評(píng)估板2（客戶端）

從上述測(cè)試結(jié)果分析可知：客戶端參數(shù)iet_tx_frag為13805，表示存在發(fā)送幀搶占的情況，發(fā)送端使用MAC搶占機(jī)制。服務(wù)端參數(shù)iet_rx_frag為13805，iet_rx_assembly_ok為11316，表示存在接收到對(duì)端搶占幀的情況。參數(shù)解析：iet_rx_assembly_ok：表示接收端成功重新組裝MAC幀的次數(shù)。iet_rx_frag：表示接收端接收到搶占幀的次數(shù)。iet_tx_frag：表示發(fā)送端產(chǎn)生搶占幀的次數(shù)。

(四)時(shí)間敏感流轉(zhuǎn)發(fā)與排隊(duì)機(jī)制在時(shí)間敏感流轉(zhuǎn)發(fā)與排隊(duì)機(jī)制中，基于CPSW網(wǎng)口，將評(píng)估板的ETH1網(wǎng)口與PC機(jī)網(wǎng)口直連方式進(jìn)行測(cè)試。

圖 12時(shí)間敏感流轉(zhuǎn)發(fā)與排隊(duì)機(jī)制測(cè)試結(jié)果

從圖14可知，端口為5001的客戶端（pri7，限速100Mb/s）的帶寬為89.2Mb/s；端口為5002的客戶端（pri6，限速200Mb/s）的帶寬為162Mb/s；端口為5003的客戶端（pri0，不限速）的帶寬為502Mb/s。因此可知，對(duì)主機(jī)端口TX通道和外部端口FIFO的速率限制功能正常。

通過針對(duì)TSN網(wǎng)口通信的專業(yè)測(cè)試，相信各位工程師也看到TSN傳輸上的優(yōu)勢(shì)。

獲取開發(fā)資料對(duì)TI AM64x評(píng)估板進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證（內(nèi)含規(guī)格書、用戶手冊(cè)、核心板硬件說明書等）