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TTEthernet是什么 关于TTEthernet的详细介绍

TTEthernet是一种实时以太网解决方案,是指报文是根据一个确切的时间调度表进行传输,报文的传输时间延迟是确定的,时间延迟的抖动是微秒量级。

TTEthernet

TTEthernet :TT代表时间触发Time-Triggered,Ethernet 以太网。

TTEthernet是一种实时以太网解决方案

TTEthernet

TTEthernet 实时以太网解决方案

因为汽车采用静态网络拓扑结构,通信数据尤其控制数据对时间和负载要求完全可预测,TTEthernet正好可以完全满足。TT代表时间触发(Time-Triggered),是指报文是根据一个确切的时间调度表进行传输,报文的传输时间延迟是确定的,时间延迟的抖动是微秒量级。正因如此,TTEthernet可用于最高安全等级要求系统,即人员生命安全取决于系统功能的可靠运行的系统。此外,TTEthernet交换机完全兼容IEEE 802.3标准及其上层协议,并在OSI参考模型第2层增加了时间触发的网络功能。这意味着网络应用、IP语音、遥测数据、多媒体流、关键控制数据和诊断信息等都可以使用同一网络传送。

TTEthernet被用作美国宇航局猎户座飞船(新一代航天飞机)的主干网,关键是应用TTEthernet网络系统的确定性性能, TTEthernet设计的系统架构能够有效隔离共享计算和网络资源的关键和非关键功能的同时,还能大大减少系统的线束和重量。此外,TTEthernet符合有关国际标准,可以使用价格合理的元件和带以太网接口的嵌入式微控制器,并可以与现有的子系统集成,最大限度地降低应用成本。

TTEthernet的另一个典型应用领域是功能失效成本非常高的高可用系统。采用TTEthernet的该系统即使存在多个故障仍然可以继续工作,维修可以推迟至定期检修时进行,且定期检修周期可相应延长。相关应用实例有海上风力涡轮机的实时控制和安全管理系统。除此之外,TTEthernet已经被用于一系列航空航天项目中,且其在轨道交通、医疗技术、机器人技术等相关领域的应用也正在进行。这些领域的应用对网络技术有着共同的诉求:高可用性、鲁棒性和时间确定性,一个统一网络能够同时支持不同的通信服务,成本低廉,网络标准化。

RC消息相对时间触发消息,适用于实时性要求不那么严格的系统。RC消息保证系统中对应每个物理链接的消息带宽是确定的,时间延迟不超过预期的限制范围。RC消息可用于车辆和航空领域等需要可靠通信和对时间确定性有一定需求的安全关键系统,通常RC消息还用于多媒体系统。

BE消息采用众所周知的普通以太网方式,传输过程中无法保证是否或何时成功发送了消息,什么导致了延迟以及消息是否被接收节点成功接收。BE消息优先级低于TT和RC消息,且使用网络的剩余带宽。BE消息的典型应用是互联网服务,所有对传输质量要求低的消息(如因特网协议消息)都可以映射到这一网络功能级别。

应用

TTEthernet SAE AS6802 )在汽车行业应用

如SAE AS6802标准中所述,TTEthernet交换机在OSI参考模型中第2层包含一个增强的QoS,是现有普通以太网系统的扩展。TTEthernet在IEEE 802.3普通以太网标准之上补充了时间触发和流量限制的报文发送机制。这不仅使标准以太网向TTEthernet应用的过渡变得简单,还可以兼容当前廉价的普通以太网控制器。同时,该协议是独立于物理层的,因此,与原有基于普通以太网的AVB(音频/视频桥接)集成也是可能的。

TTEthernet是为硬实时、软实时和没有实时性要求的不同数据并行传输而创建的统一网络技术,同时也适用于各种安全和可用性标准。由于TTEthernet采用基于时间触发的报文发送方式,数据传输过程中不会有报文冲突和丢帧,因此其带宽利用效率是普通以太网的至少5倍。TTEthernet支持从系统级对系统进行所有计算和网络资源的分区,因此,TTEthernet支持减少终端系统的数量,能够整合分布在多个控制单元的多个功能。这使得任何ECU可以整合实时控制功能,且每一个ECU可以不相冲突地集成许多不同的控制功能。这需要所使用的主干通信网络带宽必须可以确定地分配给不同的分布式控制功能,同时不会引起系统网络整体负载的波动。这是标准以太网无法做到的。

TTEthernet交换机支持三种类型消息的通信:

TT消息应用时间触发机制。所有的TT消息在网络中按特定的时间发送,优先级高于其它所有类型消息。TT消息适用于分布式实时控制系统,典型应用如线控制动和线控转向等快速闭环控制系统。TT消息用于设计和测试确定性分布式系统,所有系统组件的时间特性都是确定的、可分析和测量的,且时间精度小于1us。

RC消息相对时间触发消息,适用于实时性要求不那么严格的系统。RC消息保证系统中对应每个物理链接的消息带宽是确定的,时间延迟不超过预期的限制范围。RC消息可用于车辆和航空领域等需要可靠通信和对时间确定性有一定需求的安全关键系统,通常RC消息还用于多媒体系统。

BE消息采用众所周知的普通以太网方式,传输过程中无法保证是否或何时成功发送了消息,什么导致了延迟以及消息是否被接收节点成功接收。BE消息优先级低于TT和RC消息,且使用网络的剩余带宽。BE消息的典型应用是互联网服务,所有对传输质量要求低的消息(如因特网协议消息)都可以映射到这一网络功能级别。  

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