中文引用格式： 陳三偉，趙偉，方震，等. TSN時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)幀搶占的研究與電路實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(4)：29-32.
英文引用格式： Chen Sanwei，Zhao Wei，F(xiàn)ang Zhen，et al. Research and circuit implementation of frame preemption for TSN time-sensitive network[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(4)：29-32.
引言
隨著工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療健康、航空航天等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，傳輸大數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性的要求越來越高，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已難以滿足需求。因此IEEE 802.1 TSN工作組提出了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（Time Sensitive Network, TSN）技術(shù)。TSN通過對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，新增了對(duì)時(shí)延敏感的關(guān)鍵數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量的保障，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延、低抖動(dòng)和可靠的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，由于TSN是傳統(tǒng)以太網(wǎng)的擴(kuò)展，因此還具有跨平臺(tái)、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠在不同的行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組從時(shí)間同步、調(diào)度整形、資源管理、可靠性等方面進(jìn)行了規(guī)范，以保證時(shí)延敏感流的服務(wù)質(zhì)量。而在調(diào)度整形機(jī)制方面又分為同步的調(diào)度整形機(jī)制和異步調(diào)度整形機(jī)制，本文研究的幀搶占（Frame Preemption）則屬于異步調(diào)度整形機(jī)制的一種。
幀搶占技術(shù)的出現(xiàn)主要是為了應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)通信領(lǐng)域中的緊急事件和突發(fā)事件，如控制命令、緊急報(bào)警、緊急事件等，這些事件需要在非常短的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)延遲、故障和損失。在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)是由幀頭中的VLAN（Virtual Local Area Network）優(yōu)先級(jí)標(biāo)記來確定的，但是這種優(yōu)先級(jí)機(jī)制無法滿足實(shí)時(shí)通信中對(duì)緊急事件的及時(shí)響應(yīng)要求。因此，幀搶占技術(shù)的提出，可以通過對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行搶占和控制，實(shí)現(xiàn)緊急數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸，從而提高實(shí)時(shí)通信的性能。同時(shí)在TAS（Time Awareness Shaper）場(chǎng)景下結(jié)合幀搶占技術(shù)可提高網(wǎng)絡(luò)的使用率。
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作者信息：
陳三偉，趙偉，方震，王雨亭，何泉初
（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無錫 214035）
