全 巍 付文文 孙志刚 李 韬

(国防科技大学计算机学院 长沙 410073)

(w.quan＠nudt.edu.cn)

在众多具有硬实时数据传输需求的领域,例如舰船、火箭、卫星、列车、汽车等高端装备,目前主要采用现场总线来保障数据传输的实时性.但随着上述装备的智能化发展,其数据采集技术和数据处理能力都得到了极大的提升,从而对装备内数据交换网络的带宽和确定性(包括延迟、抖动、可靠性)等提出了现场总线无法满足的要求.

作为解决上述问题的一项新型网络技术,时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)技术在标准以太网基础上增加确定性数据传输机制,可提供高带宽、高确定性的数据传输服务.但是,由于TSN技术应用领域众多,其标准覆盖广泛且还在发展完善中,而定制化的TSN芯片设计目前缺乏良好且一致的架构定义,多样化的应用需求和宽泛的TSN标准之间难以建立直接的对应关系,使得面向场景进行TSN芯片定制困难.

目前国内的TSN技术发展相对滞后,尤其在TSN核心芯片方面还没有全自主化的产品.当前已有的TSN解决方案大多基于国外芯片或者基于国外核心IP(如Intel)采用FPGA实现,但国外的TSN芯片由于仅支持TSN基础标准,无法良好适配不同的核心装备应用场景,并且存在管理配置复杂的问题.而基于国外核心IP的FPGA解决方案则存在IP功能单一、系统功耗高等问题.随着舰船、火箭、卫星、列车、汽车等核心装备的信息化和智能化程度不断提高,TSN芯片势必成为制约上述领域发展的核心元器件.

在上述背景……