來不及解釋了,TSN上車,起飛
來源:TSNLAB 微信公眾號
寫在前面:筆者研究過一段車載網絡,不過那是兩年多以前的往事了。聽說最近車載TSN有比較快的進展,所以十分歡迎這方面的專家提供最新信息,當然也歡迎投稿,或者我們共同修改下這篇文章。
首先說明,車載網絡指車內網絡,不是車聯網。當前車內網絡總線種類繁多、布線成本高,而且線纜總重量很大。有種說法是,車內最重的,除了引擎和底盤,就是線纜了。而且,隨著汽車技術的發展,高級輔助駕駛系統(ADAS,Advanced Driver Assistance Systems)、車載娛樂、車聯網應用等都引入了新的流量。隨著車內電子電氣架構革新,車載網絡以太化、基于交換式以太構建車內骨干網絡,成為了大趨勢。
車載網絡對時延有要求的流量,相對籠統的講,一類是控制流量,當然這里也分與駕駛安全息息相關的控制(不論是人的主動控制,亦或是ADAS的控制),和例如控制開個天窗啊之類的、如果時延大最多影響用戶體驗的控制;還有一類是傳感信息、媒體類的流量,同樣地,既有來自如激光雷達、毫米波雷達、視頻攝像頭的流量,這些與安全相關,也有車載娛樂相關的音視頻流量。顯而易見的是,這些流量的特征和需求各異,有的占帶寬大、有的占帶寬小,有的是周期性的、有的是事件觸發的,有的要求有界低時延和極高可靠性,有的僅要求一定的有界時延。因此,僅僅是普通的以太化車載網絡,不足以滿足上述需求,TSN自然而然地成為了首選。另外,AVB已經是當前汽車上幾種音視頻方案的選項之一,所以也為向TSN的過渡打下了一定的基礎。
汽車這個行業相比于制造業的變化,不絕對嚴謹的講,可能還是快一點點的。縱觀歷史,也有像CAN總線這種,起源于車上,目前已經成為最廣泛應用的現場總線之一。TSN用于車載網的討論,起步時間雖然比TSN用于工業自動化網絡晚一點點,但從目前業界的態勢來看,TSN有望先在車載網絡中應用落地,進而推進TSN產業鏈的成熟度,反過來也促進TSN在工業的應用。
講遠了,我們回到機載網絡,其大背景與車載網絡十分相似。早在二十一世紀的第一個十年,一個叫做航空電子全雙工交換式以太網(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)的技術已經在民用客機上落地。目前為止,空客A380、A350,波音B787都使用了AFDX。AFDX的思路就是用以太構建飛機上的骨干網,混合承載多種流量。通過對流量的源端整形,在網絡設備上使用優先級調度,運用確定性網絡演算(DNC,Deterministic Network Calculus)技術計算出所有流量的時延上界——該上界滿足各流量相應的需求,這是飛機通過有關當局適航驗證的必要條件之一。值得一提的是,TSN中,使用CBS、ATS等方案保障時延,也依賴于網絡演算技術計算精準的時延上界。
有了AFDX作為成功案例,機載網絡準備“擁抱”TSN也就顯得順理成章。相對于AFDX,TSN可以提供更多更靈活的調度機制和更豐富的功能。
TSN在車載和機載網絡的發展,讓我們拭目以待。