標準動態

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車載以太網絡標準化——TSN標準

在IEEE標準協會（IEEE Standards AssociaTIon）日前舉辦的車載以太網絡/IP技術大會（Ethernet & IP @ AutomoTIve Technology Day）上，時效性網絡（TSN）標準鋒頭正勁。

TSN是IEEE標準協會目前的工作項目之一，目的在于為現有的802.1與802.3以太網絡（Ethernet）標準增加一系列的擴展功能，進一步確保其確定性效能。所有汽車OEM長久以來期盼的所謂「車用以太網絡」，事實上將會是一種經由TSN實現的802.3 Ethernet建置，不僅擁有新的物理層（PHY）標準100BASE-T1與Gb級PHY，并可為車用以太網絡骨干使用較輕的非屏蔽雙絞線（UTP）銅纜。

透過以太網絡實現的TSN架構由于能夠增加產品的差異化、改善駕駛人的行車體驗，已經吸引業界多家廠商與組織的興趣。為了廣泛布署這項重要的技術架構，業界標準組織正為此車用網絡技術進行標準化。

目前正在進行標準化過程的TSN，其特性包括時間與同步、訊框優先適用（Frame Pre-empTIon）、流量調度（Scheduled Traffic）、增強串流保留協議（SRP）、逐一串流過濾與管理（Per-Stream Filtering and Policing）以及訊框復制與消除等功能。

根據IEEE，時間與同步（IEEE P802.1AS-REV）是對現有音頻-視訊橋接（AVB）標準的修訂，從而增加支持多個時域。而訊框優先適用（IEEE P802.3br）機制則藉由將干擾訊框分成較小的「區段」，讓傳輸中的關鍵數據封包擁有較非關鍵數據封包更優先處理的順序。這意味著關鍵數據不必等待所有的非關鍵數據完成傳送后才開始，從而確保更快速的傳輸路徑。

流量調度（IEEE 802.1Qbv）選項則將以太網絡數據流量劃分為不同的類型，每一種類型均保留至特定的時間存取網絡，從而創造類型特定（class-specific）的保護「通道」。以IEEE 802.1Qcc為基礎的增強SRP與性能改善，則增加了用戶網絡接口（UNI），從而實現遠程集中式的網絡配置。

逐一串流過濾與管理（IEEE 802.1Qci）機制也稱為流量控制，用于避免流量過載的情況（可能由于端點或交換機上的軟件錯誤）影響接收節點或埠。流量管制也可能用于阻擋惡意的裝置或攻擊。

此外，有了「為可靠性進行訊框復制和消除」的TSN選項IEEE P802.1CB，無論發生鏈路故障、電纜斷裂以及其他錯誤，均能強制實現可靠的通訊。此選項確保關鍵流量的復本在網絡中能以不相交集的路徑進行傳送，只保留首先到達目的地的任何封包，從而實現無縫冗余。

最終，一旦這些新的確定性功能塵埃落定后，將使以太網絡成為更具可行性的選擇，從而取代目前汽車中所使用的傳統網絡，如CAN、LIN、MOST和FlexRay，最終成為汽車的核心網絡骨干。