轉(zhuǎn)載 麥客廳

       2012年特斯拉向美國客戶交付了世界上首款豪華電動跑車Model S，它的控制系統(tǒng)采用的通信方式是一種比Model S早26年發(fā)明的總線系統(tǒng)——CAN總線，該系統(tǒng)用于連接車上各種ECU控制單元。那時Model S還在使用雷達技術(shù)，而Musk也還不是那么癡迷于攝像頭和視覺方案。但是那時候一些搞影音視頻的專家們已經(jīng)快被電纜搞瘋了，于是他們在IEEE成立了一個工作組，準備開發(fā)一種用來縮減音視頻連接電纜數(shù)量的技術(shù)。

       其實汽車行業(yè)遇到的問題，音視頻行業(yè)早在十多年前就遇到了。在那個時代一毫秒的同步時間，已經(jīng)讓很多工業(yè)界工程師非常開心了，但是在專業(yè)的音視頻領(lǐng)域為了保持多個揚聲器和視頻畫面的相位一致，同時防止音視頻數(shù)據(jù)包延時而造成的故障需要達到微秒級的同步精度，于是IEEE工作組發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡通訊時低延時的重要性。他們把這個工作組的名字從AVB（Audio Video Bridging）改成了TSN，也就是時間敏感網(wǎng)絡，一個很高大上的名字。從此，TSN技術(shù)如其名字一樣跟時間敏感性干上了，功能也是越來越豐富，逐漸包含了三方面的內(nèi)容：

1.時間同步

所有參與實時通信的設備都需要對時間有共同的理解。

2.調(diào)度和流量塑造

所有參與實時通信的設備在處理和轉(zhuǎn)發(fā)通信數(shù)據(jù)包時都遵守相同的規(guī)則。

3.選擇通信路徑的保持和容錯

所有參與實時通信的設備，其通信路徑的選擇帶寬和時隙的保留，都遵守著相同的規(guī)則，能利用多個同步路徑來實現(xiàn)容錯。

       其實以太網(wǎng)很早就已經(jīng)能解決通信速率的問題了，現(xiàn)在2.5G網(wǎng)口都快成為很多PC的標配了。但是以太網(wǎng)采用了載波監(jiān)聽多路復用的技術(shù)，簡單來說是在網(wǎng)絡上可以同時有好多方說話，不過聽的人要根據(jù)說話的人的優(yōu)先級來聽，這就造成了優(yōu)先級高就會先被聽到，而優(yōu)先級低的會后被聽到。這就是以太網(wǎng)通訊的非實時性，也就是時間延遲。對此，很多工業(yè)公司尤其是搞控制的公司深惡痛絕。在2003年左右紛紛魔改以太網(wǎng)技術(shù)來滿足實時性的要求，但是這些協(xié)議基本上都是打補丁，很多這些補丁都影響到了第1.2層，而且涉及到了特殊的硬件從而導致了硬件的互相不兼容。而TSN的工作是定義OSI模型的第二層也就是數(shù)據(jù)鏈路層，這樣就可以實現(xiàn)物理層的標準化，從而在未來使用同一種硬件來為不同的工業(yè)總線協(xié)議服務。而這時候會出現(xiàn)以下情況即專用的各種現(xiàn)場總線接口會消失，然后被統(tǒng)一到具備TSN功能的網(wǎng)口上，至于用什么通信方式來實現(xiàn)，則可以由軟件來決定，甚至在OPC UA的幫助下可以實現(xiàn)跨平臺、跨操作系統(tǒng)的統(tǒng)一軟硬件通信架構(gòu)。話說回到CyberTruck上使用的EtherLoop，讓我們大膽假設它也是用上了TSN技術(shù)，實現(xiàn)了不同的設備、不同服務協(xié)議之間的互聯(lián)，這樣就能將專用硬件接口的可能性大大降低，從而在車載網(wǎng)絡層面上實現(xiàn)Musk“第一性原理”的實踐。

       如果大家對TSN感興趣，我們還可以進一步探討未來工業(yè)界如何薅TSN的羊毛？