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寫(xiě)在前面：筆者研究過(guò)一段車(chē)載網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)那是兩年多以前的往事了。聽(tīng)說(shuō)最近車(chē)載TSN有比較快的進(jìn)展，所以十分歡迎這方面的專(zhuān)家提供最新信息，當(dāng)然也歡迎投稿，或者我們共同修改下這篇文章。
首先說(shuō)明，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)指車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，不是車(chē)聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)前車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)種類(lèi)繁多、布線(xiàn)成本高，而且線(xiàn)纜總重量很大。有種說(shuō)法是，車(chē)內(nèi)最重的，除了引擎和底盤(pán)，就是線(xiàn)纜了。而且，隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS，Advanced Driver Assistance Systems）、車(chē)載娛樂(lè)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等都引入了新的流量。隨著車(chē)內(nèi)電子電氣架構(gòu)革新，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)以太化、基于交換式以太構(gòu)建車(chē)內(nèi)骨干網(wǎng)絡(luò)，成為了大趨勢(shì)。
車(chē)載網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)延有要求的流量，相對(duì)籠統(tǒng)的講，一類(lèi)是控制流量，當(dāng)然這里也分與駕駛安全息息相關(guān)的控制（不論是人的主動(dòng)控制，亦或是ADAS的控制），和例如控制開(kāi)個(gè)天窗啊之類(lèi)的、如果時(shí)延大最多影響用戶(hù)體驗(yàn)的控制；還有一類(lèi)是傳感信息、媒體類(lèi)的流量，同樣地，既有來(lái)自如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視頻攝像頭的流量，這些與安全相關(guān)，也有車(chē)載娛樂(lè)相關(guān)的音視頻流量。顯而易見(jiàn)的是，這些流量的特征和需求各異，有的占帶寬大、有的占帶寬小，有的是周期性的、有的是事件觸發(fā)的，有的要求有界低時(shí)延和極高可靠性，有的僅要求一定的有界時(shí)延。因此，僅僅是普通的以太化車(chē)載網(wǎng)絡(luò)，不足以滿(mǎn)足上述需求，TSN自然而然地成為了首選。另外，AVB已經(jīng)是當(dāng)前汽車(chē)上幾種音視頻方案的選項(xiàng)之一，所以也為向TSN的過(guò)渡打下了一定的基礎(chǔ)。
汽車(chē)這個(gè)行業(yè)相比于制造業(yè)的變化，不絕對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹v，可能還是快一點(diǎn)點(diǎn)的。縱觀歷史，也有像CAN總線(xiàn)這種，起源于車(chē)上，目前已經(jīng)成為最廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。TSN用于車(chē)載網(wǎng)的討論，起步時(shí)間雖然比TSN用于工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)晚一點(diǎn)點(diǎn)，但從目前業(yè)界的態(tài)勢(shì)來(lái)看，TSN有望先在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用落地，進(jìn)而推進(jìn)TSN產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度，反過(guò)來(lái)也促進(jìn)TSN在工業(yè)的應(yīng)用。
講遠(yuǎn)了，我們回到機(jī)載網(wǎng)絡(luò)，其大背景與車(chē)載網(wǎng)絡(luò)十分相似。早在二十一世紀(jì)的第一個(gè)十年，一個(gè)叫做航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)（AFDX，Avionics Full Duplex Switched Ethernet）的技術(shù)已經(jīng)在民用客機(jī)上落地。目前為止，空客A380、A350，波音B787都使用了AFDX。AFDX的思路就是用以太構(gòu)建飛機(jī)上的骨干網(wǎng)，混合承載多種流量。通過(guò)對(duì)流量的源端整形，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上使用優(yōu)先級(jí)調(diào)度，運(yùn)用確定性網(wǎng)絡(luò)演算（DNC，Deterministic Network Calculus）技術(shù)計(jì)算出所有流量的時(shí)延上界——該上界滿(mǎn)足各流量相應(yīng)的需求，這是飛機(jī)通過(guò)有關(guān)當(dāng)局適航驗(yàn)證的必要條件之一。值得一提的是，TSN中，使用CBS、ATS等方案保障時(shí)延，也依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)演算技術(shù)計(jì)算精準(zhǔn)的時(shí)延上界。
有了AFDX作為成功案例，機(jī)載網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備“擁抱”TSN也就顯得順理成章。相對(duì)于AFDX，TSN可以提供更多更靈活的調(diào)度機(jī)制和更豐富的功能。
TSN在車(chē)載和機(jī)載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，讓我們拭目以待。