TTE和(hé)TSN是目前實現(xiàn)确定性以太網交換的兩種主要途徑。由于TTE技術研究較早，SAE AS6802标準在IEEE 802.1 TSN工(gōng)作(zuò)組成立之前就已經發布，因此在高(gāo)端裝備（如航空(kōng)航天、智能(néng)汽車等）研制領域，TTE成爲确定性以太網交換的首選方案。随着TSN标準規範的日漸成熟完善，相關芯片、軟件和(hé)整體解決方案不斷完善，能(néng)否在高(gāo)端裝備制造領域中使用(yòng)标準TSN技術取代TTE已經成爲令人關注的問題。      對(duì)于标準以太網，TTE和(hé)TSN在時(shí)間同步、可靠性和(hé)轉發延時(shí)保證等方面都進行了(le)增強。轉發交換的延時(shí)保證機制是确定性交換的核心。TTE和(hé)TSN在延時(shí)保證方面不同的實現(xiàn)機制，反映了(le)TTE和(hé)TSN具有不同的設計(jì)哲學。而設計(jì)哲學的差異可能(néng)預示了(le)兩種技術不同的發展前景。 一、設計(jì)哲學差異       以太網自(zì)1973年發明(míng)，是計(jì)算(suàn)機網絡50年發展史中可與IP相媲美(měi)的最爲成功的技術之一。TTE和(hé)TSN都是架構在标準以太網上(shàng)的确定性交換技術，但(dàn)TSN必将成爲根正苗紅(hóng)的“以太網2.0”,而TTE隻有以太網的“形”，缺少以太網的“神”，随着TSN技術的發展，必将被淘汰。      圖1是TTE實現(xiàn)機制（出自(zì)TTTech研究人員撰寫的論文(wén)[1]）和(hé)TSN802.1Qch定義的CQF機制在确定性交換實現(xiàn)機制方面的比較。      對(duì)于TTE交換機，輸入接口收到(dào)TT分組後，會(huì)查找接收調度表，對(duì)比分組接收時(shí)間是否落在合法的接收窗口（w）内，如果在窗口内，則會(huì)得到(dào)一個分組緩沖區(qū)地址，将分組寫入RAM中的緩沖區(qū)。否則丢棄分組；在每個輸出接口，發送調度表中會(huì)配置RAM中每個分組的發送時(shí)間（T），當發送時(shí)間到(dào)達時(shí)，輸出調度器從(cóng)相應的buf中讀取分組發送。接收調度表和(hé)發送調度表都是離線計(jì)算(suàn)得到(dào)，分組轉發模型實際上(shàng)是由接收和(hé)發送調度表控制的對(duì)RAM的讀寫操作(zuò)。顯然，接收和(hé)發送調度表的規模以及RAM中緩沖區(qū)的個數都與TT流量的特性和(hé)負載相關。      對(duì)于支持CQF的TSN交換機，每個交換機内部隻需兩個按照乒乓隊列Q1和(hé)Q2，時(shí)間軸被簡單的劃分爲奇數時(shí)槽S1和(hé)偶數時(shí)槽S2。輸入接口在奇數時(shí)槽S1接收的分組進入隊列Q1，在偶數時(shí)槽接收的分組進入隊列Q2。輸出接口調度的整型機制也(yě)十分簡單，S1時(shí)槽隻能(néng)調度Q2中的分組，S2時(shí)槽隻能(néng)調度Q1中的分組。顯然，當時(shí)槽寬度爲d時(shí)，如果交換機保證S1時(shí)槽接收的分組（進入Q1）在下(xià)一個S2時(shí)槽發送，而S2時(shí)槽接收的分組（進入Q2）在下(xià)一個S1時(shí)槽發送，那麽分組在交換機中延時(shí)上(shàng)界爲2d，下(xià)界爲0。分組在經過K個這(zhè)樣的交換機時(shí)，延時(shí)的上(shàng)限爲(K+1) *d，下(xià)限爲(K-1) *d。      上(shàng)述分析可知(zhī)，TTE和(hé)TSN在實現(xiàn)上(shàng)有一些(xiē)明(míng)顯差異，如下(xià)表所示。      上(shàng)述對(duì)比可見，TTE在設計(jì)時(shí)并沒有利用(yòng)到(dào)作(zuò)爲網絡分組交換基礎的排隊論，沒有用(yòng)隊列對(duì)應用(yòng)相關信息進行分類聚合，因此實現(xiàn)複雜(zá)度較高(gāo)。或者說，TTE隻用(yòng)到(dào)了(le)IEEE 802.3以太網的MAC層規範，而與IEEE 802.1定義的網橋實現(xiàn)機制無關。因此TTE交換機設計(jì)沒有相應的規範可借鑒（這(zhè)也(yě)是多數人認爲TTE是TTTech“私有技術”的原因）。      與TTE不同，TSN交換的核心機制本身就是IEEE 802.1工(gōng)作(zuò)組制定的，是對(duì)802.1Q網橋協議(yì)的擴充和(hé)增強。TSN更加強調針對(duì)不同TSN應用(yòng)場景對(duì)輸出調度整型機制的擴充。因此TSN在轉發交換方面的所有工(gōng)作(zuò)都考慮與現(xiàn)有的以太網交換前向兼容，可看(kàn)作(zuò)“以太網2.0”。      從(cóng)另一個角度看(kàn)，TTE是從(cóng)分布式系統設計(jì)角度提出的，而TSN是從(cóng)網絡角度提出的兩種不同的解決方案。一旦技術落地需要在交換芯片中實現(xiàn)，毫無疑問後者更具有優勢。 二、發展前景預測       我們認爲，未來(lái)5-10年TSN将會(huì)取代TTE，成爲高(gāo)端裝備制造領域主流的交換網絡方案。主要原因如下(xià)。      一是與TSN相比，TTE的優勢在于時(shí)間同步。與IEEE 1588定義的PTP協議(yì)不同，TTE的時(shí)間同步不需要單一的主時(shí)鐘(zhōng)源（GrandMaster），是一種全分布的高(gāo)可靠時(shí)間同步機制，支持多種故障模型。然而時(shí)間同步機制在交換實現(xiàn)中相對(duì)獨立。既然當前TSN可以針對(duì)不同場景定義了(le)不同的輸出機制（基于信用(yòng)/時(shí)間感知(zhī)/異步等），TSN也(yě)可以擴充支持多種時(shí)間同步機制，如需要外(wài)部時(shí)鐘(zhōng)源的時(shí)間同步機制（IEEE 1588）不需要外(wài)部時(shí)鐘(zhōng)源的内部同步機制（AS6802）；       二是TSN交換實現(xiàn)機制前向兼容目前标準以太網的交換機制。在現(xiàn)有以太網交換芯片絕大(dà)多數邏輯保持不變情況下(xià)，隻需增加時(shí)間同步和(hé)輸出接口整型邏輯即可支持TSN交換，因此容易被工(gōng)業界接收；      此外(wài)，除了(le)高(gāo)端裝備制造領域外(wài)，TSN還會(huì)在工(gōng)業互聯網、5G前傳網絡中得到(dào)應用(yòng)。特别是TSN将作(zuò)爲工(gōng)業互聯網基礎設施重要組成部分被大(dà)力推廣，IEC/IEEE也(yě)正在聯合定義工(gōng)業智能(néng)制造中TSN的應用(yòng)場景。未來(lái)市場更大(dà)，熟悉TSN的人才更多将是促進TSN技術發展的最根本的推動力。 參考文(wén)獻：      [1]Domi¸tian T˘amas¸–Selicean，Paul Pop，WilfriedSteiner. Synthesis of Communication Schedules for TTEthernet-BasedMixed-Criticality Systems. CODES+ISSS’12, October 7–12, 2012, Tampere, Finland.