TSN是目前國際產業界正在積極推動的全新工業通信技術,為下一代網絡技術的核心。ZLG致遠電子敢為人先,準確把握新一輪科技革命的歷史機遇,在TSN領域積極布局,推出了TSN系列核心板產品M64xx-T。
TSN技術簡介
時間敏感網絡(Time-sensitive Networking,TSN)是在IEEE 802.1標準以太網框架下制定的新一代標準以太網技術, 運行在OSI 模型中的數據鏈路層,如圖1所示,TSN技術源于標準以太網的隊列傳輸機制,網絡幀格式也是采用包含VLAN 標簽的標準以太網幀格式。
圖1 TSN 的IEEE 802.1 框架
在標準層面,IEEE 802.1時間敏感網絡工作組發布了一套用于工業和汽車網絡的開放實時以太網標準TSN,包括IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1AS 等標準,如圖2所示,旨在降低布線成本,打破信息孤島,同時在通信過程中傳輸不同時間敏感性的數據。
圖2 TSN 的協議簇
TSN時間同步技術應用實踐
當前時間敏感網絡技術已經成為包括芯片廠商、通信設備廠商、自動化廠商、相關行業組織以及各類研究機構在內的產業鏈各個組成環節關注的熱點,我司緊跟科技創新發展的新趨勢,推出了TSN技術落地實踐項目M64xx-T系列核心板。
M6442-EV-Board是ZLG致遠電子精心推出的集工控與評估于一身的評估板。該評估板了搭配M6442-1GF4GLI-T核心板做評估和擴展使用,方便靈活??蓾M足M64xx核心板的接口評估,也可以直接用于電機驅動器、工業網關、遠程監控、工廠自動化等應用場合。
圖3 M6442-EV-Board評估板
Sitara AM6x處理器通過子系統支持TSN標準和其它工業協議下的千兆位傳輸速率,可在單一網絡上融合以太網和實時數據傳輸。這一特性對于工業4.0應用中的實時通信至關重要,可在工廠中實現可重新配置軟件的網絡物理系統。
在通信網絡中,許多業務的正常運行都要求網絡時間同步。時間同步包括頻率和相位兩個方面的同步,通過時間同步可以使得整個網絡各設備之間的頻率和相位差保持在合理的誤差范圍內。
本文基于M64xx-T核心板,對其TSN時間同步功能進行了全方位的測試,測試結果可為用戶進行TSN技術選型提供參考。
測試結果說明如下:
- master offset,表示ptp協議中定義的主從端時間差(單位:ns);
- s0、s1、s2,指示器顯示時鐘伺服的不同狀態:s0 表示已解鎖,s1 表示時鐘步進,s2 表示已鎖定。如果伺服處于已鎖定狀態 (s2),并且 pi_offset_const 選項在配置文件中設置為負值,則時鐘不會步進,而只會緩慢調整;
- freq,表示時鐘的頻率調整(以十億分率 (ppb) 為單位);
- path delay,表示從主時鐘發送的同步消息的預計延遲(以納秒為單位)。