（1）IEEE時間敏感網絡TSN

以 太 網音 視 頻橋 接 技術（EthernetAudio/VideoBridging，AVB）是在傳統以太網絡的基礎上，使用精準時鐘同步，通過保障帶寬來限制傳輸延遲，提供高級別服務質量以支持各種基于音視頻的媒體應用。IEEE音頻視頻橋接（AVB）工作組在 2012 年 11 月正式更名為“時間敏感網絡工作小組”（Time-Sensitive Networking，TSN），由于AVB這一縮寫在車載以太網領域已經廣為使用，因此在本文仍然使用了 AVB 的概念。繼承了AVB的傳統，時間敏感網絡TSN也不是單一的標準，而是由一個系列標準組成，并且在 TSN 的 PAR 信息中提出了第二代AVB的概念。

其中AVB標準包括：

IEEE802.1AS：精準時鐘定時和同步（gPTP）

IEEE802.1Qat：流預留協議（SRP）

IEEE802.1Qav：時間敏感流的轉發和排隊（FQTSS）

IEEE802.1BA：音頻視頻橋接系統，定義 AVB 配置文件

在更名為TSN后，對部分原標準進行了修訂，同時增添了幾個性能改進標準，包括：

IEEE802.1ASbt：增強功能和性能改進，基于 IEEE802.1AS-2011修訂定時和同步

IEEE802.1Qbu：新增項目，基于 IEEE 802.1Qav 修訂框架搶占切換

IEEE802.1Qbv：新增項目，基于 IEEE 802.1Qav 修訂增強流量調度

IEEE802.1Qca：支持路徑控制和登記冗余網絡

IEEE802.1Qcc：流預留協議（SRP）的增強功能和性能改進

IEEE802.1CB：幀復制和消除的可靠性，支持無縫冗余IEEE802網絡

AVB協議集如圖4所示。

802.1AS協議根據最佳主時鐘算法（BMCA）選定同步基準節點，使用高精度時間作為基準節點的同步時鐘，802.1AS在網絡物理層上為數據包提供時間戳服務，這個時間戳存在于對時間敏感的數據包報頭上面。IEEE802.1AS的時間同步能力源于 IEEE 1588協議。

802.1Qa 流預留協議（SRP）是對音視頻數據流發送端和接收端服務請求的管理協議，多重數據流預留協議（MSRP）目前只支持兩種類型數據流，A類或者B類，兩者區別體現在幀大小和幀速率上，802.1Qat標準保證這兩類數據在7跳內的最大的端至端延遲，A類為2 ms，B類為50 ms。

802.1Qav是實時數據流的轉發和隊列控制協議，為數據流發送端和交換節點提供一個成形的數據流服務。IEEE802.1Qav定義了8個業務類，并預期至少有一個必須作為 SR類。未使用的 SR類數據流都留給盡力而為，沒有任何帶寬預留或保證。每個流量類別都有一個優先級（從0到7，其中7是最高優先級）。

802.1BA標準是一個定義AVB配置的文件，定義了AVB 在不同市場的技術規格書，例如針對車載系統等不同應用環境給出的不同技術要求，明確哪些技術要求是強制的、哪些是選項，以及一些技術參數的微調，例如輸出電壓等。

（2）TTEthernet

時間觸發以太網（TimeTriggered Ethernet，TTEth-ernet）是一種基于802.3以太網之上的汽車或工業領域的實時通信候選網絡，它允許實時的時間觸發通信與低優先級的事件觸發通信共存，使以太網具備滿足高安全等級的系統要求的同時，依然可以承擔對實時性要求不過分嚴格但仍然有高帶寬的以太網傳輸需求。由TTTech公司開發的TTEthernet已經通過美國汽車工程師學會（SAE）的標準化（SAEAS6802。

TTEthernet協議控制框架如圖5所示。

TTEthernet在時鐘同步機制上引入了IEEE1588 V2中的 P2P 透明時鐘（transparent clock）的概念，利用透明時鐘、步固化函數（Permanence Function）、壓縮函數（Compression Function）的支持獲得精確時鐘。在同步時鐘的基礎上建立全雙工交換式網絡結構的周期性任務調度表，周期性任務表有靜態與動態的兩種使用方法。

TTEthernet在單一網絡中可以同時滿足不同實時和安全等級的應用需要，支持三種不同的消息類型，時間觸發（TT）、速率約束（RC）和盡力而為（BE）。TT 消息優先于所有其他類型，而RC幀是保證提供預留的帶寬，BE幀可以看做是標準以太網。這三種不同的數據幀都采用標準的以太網幀格式，只是type域的值有所不同。TTEthernet的主要優點是TTEthernet交換機允許被搶占，TT消息在整個系統傳輸中具有最高優先級，也就是低優先級的消息被中斷并存儲在交換機的緩沖區，讓TT消息優先發送，因此類似于以太網AVB，為了使用該系統，內網交換機必須實現TTEthernet標準。

TTEthernet數據流如圖6所示。

比較TTEthernet與FlexRay的適用性，通過計算兩種協議在典型場景下的抖動和延遲，考慮到TTEthernet可以提供更高的帶寬，認為對于 FlexRay 時間觸發的車輛通信，TTEthernet 是一種可行的替代網絡。

在汽車應用中可能使用TTEthernet的情況有：

（1）高級駕駛員輔助系統（ADAS），得益于高帶寬和TT通信的結合。

（2）多媒體，高帶寬可靠數據通信，保證數據傳輸速率的音頻和視頻，是TTEthernet目前最有可能的應用領域。此外，通過使用TTEthernet可以將駕駛輔助系統和信息娛樂系統集成到同一個網絡。

（3）X-By-Wire線控系統，TT服務提供的強實時通訊，容錯和故障運行，可以滿足這些系統的通訊要求。表2對比了目前最成熟的兩項以太網技術，時間敏感網絡TSN和時間觸發以太網（TTEthernet）。 

（原文轉載自：《下一代汽車網絡：車載以太網技術現狀與發展》，作者：呼布欽，秦貴和，劉穎，于赫，吳星辰，吉林大學計算機科學與技術學院，吉林大學公共計算機教學與研究中心）