什么是時間敏感網絡？TSN技術在汽車領域的優(yōu)勢

在2024年前沿技術分享會上，安波福向與會者展示了應對網絡延遲挑戰(zhàn)的最新技術——時間敏感網絡（TSN）技術在汽車領域的實際應用。這項技術被部署在SVA智能汽車架構上，通過危險警告燈為例的實拍展示，生動詮釋了TSN技術如何在確保時間同步的前提下，實現(xiàn)跨域大數(shù)據(jù)流通訊的低延遲傳輸，讓整車系統(tǒng)更加安全。

什么是時間敏感網絡？

時間敏感網絡（TSN）是由電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）創(chuàng)建的一套標準，旨在使傳統(tǒng)以太網網絡能夠用于汽車等環(huán)境中的確定性、安全關鍵性應用。

以太網雖然是有線計算機網絡的行業(yè)標準技術，但其設計初衷是基于“量力而行”的理念，并非是為了實現(xiàn)可預測性。當以太網流量遇到擁塞時，數(shù)據(jù)單元（幀）可能會被緩沖、分流到隊列中，甚至會被丟棄并重新傳輸。這在常規(guī)的網絡通信中或許可以接受，然而，在汽車行業(yè)等需要高度可靠性和實時性的領域，這種傳統(tǒng)以太網的局限性愈發(fā)明顯。

雖然對確定性以太網需求與日俱增，但這一網絡最初用于音視頻傳輸?shù)葢茫敂?shù)據(jù)包的傳輸和接收之間有過多時間延遲時，就會出現(xiàn)音頻不流暢、視頻不連貫的現(xiàn)象。如果汽車正在進行車道修正、緊急制動等復雜的安全相關操作，那么系統(tǒng)將無法承受數(shù)據(jù)傳輸中最輕微的延遲或間斷。

TSN技術在汽車領域的優(yōu)勢

TSN技術的出現(xiàn)，正是為了解決這些問題，它可提供1微秒內的計時精度，確保了可預測的延遲和有保證的帶寬，從而實現(xiàn)確定性網絡。

2012年，IEEE音頻視頻橋接任務組更名為時效性網絡任務組，擴大了其研究和開發(fā)范圍，TSN技術應運而生。該技術通過將時間概念引入以太網標準，確保所有連接的設備，包括端點、交換機、網橋和網關，能夠共享一個公共時鐘，從而發(fā)揮確定性網絡的作用。設備同步后，控制器將負責管理數(shù)據(jù)包的處理和轉發(fā)、流量的調度和優(yōu)先級排序，選擇通信路徑，并預留帶寬和時隙。

值得一提的是，IEEE還特別為汽車應用開發(fā)了P802.1DG——TSN汽車車載以太網通信標準配置文件，進一步推動了TSN技術在汽車領域的應用發(fā)展。通過實施TSN，OEM廠商可以實現(xiàn)低數(shù)據(jù)包延遲抖動、低數(shù)據(jù)包丟失和有界低延遲的有線通信。

隨著軟件定義汽車的興起，數(shù)據(jù)連接的重要性日益凸顯，與之相關的所有創(chuàng)新都依賴于通過有線網絡實時傳輸數(shù)據(jù)。TSN技術作為軟件定義汽車背后的基礎網絡技術，可確保數(shù)據(jù)以安全、可靠、及時、可預測的方式在傳感器、攝像頭、雷達、診斷系統(tǒng)和信息娛樂平臺以及電子控制單元和車載計算機之間進行往返傳輸。此外，以太網的成本也遠低于專有解決方案。

作為兼具智能汽車架構SVA的深入經驗，以及完整的汽車“大腦”和“神經系統(tǒng)”研發(fā)能力的系統(tǒng)供應商，安波福對數(shù)據(jù)連接的重要作用有著獨到的見解。此次前沿技術分享會上展示的TSN技術，正是安波福的創(chuàng)新實踐，而部署該技術的SVA智能汽車架構，不僅解決了許多汽車行業(yè)中緊迫的數(shù)據(jù)通信挑戰(zhàn)，也降低了車輛重量、成本和復雜性。

隨著技術的持續(xù)迭代與應用深化，相信TSN技術將在汽車行業(yè)中扮演越來越重要的角色，安波福也將繼續(xù)在研發(fā)的道路上不斷突破，致力于研發(fā)更多突破性的創(chuàng)新技術，進一步提升汽車數(shù)據(jù)通訊的效率和安全性，引領行業(yè)不斷向前發(fā)展，描繪一個更加安全、綠色、互聯(lián)的移動出行未來。