TSN幀搶占測試:為數(shù)據(jù)傳輸打造“綠色通道”

在復雜多變的汽車、工業(yè)控制等領(lǐng)域中,數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性和確定性至關(guān)重要。為了確保高優(yōu)先級業(yè)務能夠迅速、準確地到達目標,TSN(時間敏感網(wǎng)絡)幀搶占技術(shù)應運而生,它如同一條為數(shù)據(jù)傳輸打造的“綠色通道”,讓關(guān)鍵信息在擁堵的網(wǎng)絡中暢通無阻。

一、幀搶占技術(shù)的原理

幀搶占技術(shù)的工作原理就像是道路上的“應急車道”。在數(shù)據(jù)傳輸過程中,高優(yōu)先級的快速幀(Express Frame)能夠打斷正在發(fā)送的低優(yōu)先級可搶占幀(Preamble Frame),并在其傳輸完畢后,再繼續(xù)完成剩余可搶占幀切片的傳輸。

為了實現(xiàn)幀搶占功能,IEEE802.3br定義了新的MAC功能接口,即快速MAC(express MAC,eMAC)和可搶占MAC(preamble MAC,pMAC)。另外,IEEE802.3br還定義了新的進行中斷、分組和重組功能的MAC子層功能,即MAC合并子層(MAC Merge Sublayer)。

根據(jù)MAC接口的不同,定義了兩種數(shù)據(jù)幀:由eMAC處理的數(shù)據(jù)幀被稱為快速幀(Express Frame),代表高優(yōu)先級幀;而pMAC處理的數(shù)據(jù)幀被稱為可搶占幀(Preamble Frame),代表低優(yōu)先級幀或普通幀。

在發(fā)送端,MAC合并子層負責可搶占幀多個分段的封裝、校驗、計數(shù)等功能,可搶占幀以一個或多個數(shù)據(jù)片段的形式傳送,多個可搶占幀數(shù)據(jù)片段間可能穿插快速幀,被快速幀中斷的多個可搶占幀數(shù)據(jù)片段在接收端的MAC合并子層進行重新組裝,并向上遞交完整的數(shù)據(jù)幀。幀搶占的操作只在數(shù)據(jù)鏈路層進行,MAC合并子層有效的屏蔽了向上層和物理層的相關(guān)操作,因此,并不會對其他層的協(xié)議造成影響。這樣一來,高優(yōu)先級業(yè)務就能在短時間內(nèi)迅速完成傳輸,大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性和確定性。

二、幀搶占的數(shù)據(jù)分組格式

由于MAC合并子層具有對不同類型的業(yè)務流數(shù)據(jù)分組進行拆分和重組的功能,所以在IEEE802.3br中定義了MAC合并子層的數(shù)據(jù)分組格式,稱為mPacket,其可承載的數(shù)據(jù)如下:

①一個完整的快速幀;

②一個完整的可搶占幀;

③可搶占幀的初始數(shù)據(jù)片段;

④可搶占幀的連續(xù)數(shù)據(jù)片段;

與標準以太網(wǎng)幀格式不同,mPacket需要對快速幀和可搶占幀進行標記,并且需要對可搶占幀不同的數(shù)據(jù)片段進行標記。因此,IEEE802.3br定義了兩種類型的mPacket格式,分別為第一類mPacket格式和第二類mPacket格式。

其中,第一類mPacket格式主要用于完整的快速幀、完整的可搶占幀或可搶占幀的初始數(shù)據(jù)片段。而第二類mPacket格式主要用于可搶占幀的連續(xù)


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