為了幫助設(shè)計人員評估工業(yè)計算機上的 TSN 功能，ASIX AXM57104 四端口 TSN 千兆以太網(wǎng) PCIe NIC 卡為設(shè)計人員提供免費的板支持包 (BSP)，以便在工業(yè) Linux 平臺上輕松實現(xiàn) TSN 功能。

AXM57104 支持增強的 TSN 功能，包括符合 IEEE 802.1AS-Rev/AS 和 IEEE 1588V2 的定時和同步、時間敏感流的轉(zhuǎn)發(fā)和排隊 (FQTSS)：指定符合 IEEE 802.1Qav 的基于信用的整形器 (CBS)、符合 IEEE 802.1Qbv 的時間感知整形器 (TAS)，以及符合 IEEE 802.1Qci 的每流過濾和監(jiān)管 (PSFP)。AXM57104 還支持 32 個同步 I/O 引腳、一個每秒脈沖 (PPS) 輸出和可通過應(yīng)用內(nèi)編程 (IAP) 升級的 FPGA 硬核現(xiàn)場，以實現(xiàn) TSN 標(biāo)準(zhǔn)演進。

AXM57104 是一款經(jīng)濟高效的 PCIe TSN 網(wǎng)卡解決方案，適用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 應(yīng)用，可在工業(yè)自動化平臺、TSN 網(wǎng)關(guān)上的現(xiàn)場總線上啟用 TSN 功能，并融合非實時 IT 網(wǎng)絡(luò)和實時 OT 網(wǎng)絡(luò)（包括不同的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，例如 PROFINET/EtherCAT/EtherNet IP/等）。

 

AXM57104 BSP 是在 Ubuntu 16.04 LTE 和 Linux 內(nèi)核 4.15.0 平臺下開發(fā)的，其中包括 AXM57104 Linux PCIe 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序、AXM57104 TSN 服務(wù)和應(yīng)用模塊等。設(shè)計人員可以通過運行這些 Linux 軟件輕松評估 Linux 平臺上支持的 TSN 功能堆棧。

TSN 網(wǎng)卡的系統(tǒng)架構(gòu)包括硬件模塊和軟件模塊，如下圖所示。藍(lán)色的硬件模塊是具有 TSN 千兆交換機和 PCIe NIC 功能的 ASIX AXM57104 FPGA 控制器。綠色的軟件塊由ASIX AXM57104 BSP提供，黃色的軟件塊可以從Linux內(nèi)核打開手動安裝。

設(shè)計人員可以在 Linux 平臺上連接 AXM57104 TSN 網(wǎng)卡來實踐增強的 TSN 功能，例如 gPTP 時間同步（IEEE 802.1AS_Rev）、時間感知整形器（IEEE 802.1Qbv）、基于信用的整形器（IEEE 802.1Qav）等并運行Linux VLC Media Player 來驗證這些 TSN 功能。

三個Linux平臺安裝了AXM57104 PCIe TSN網(wǎng)卡，建立一個支持TSN的網(wǎng)絡(luò)。啟用 TSN 的網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都必須支持 TSN 功能。

Linux 媒體服務(wù)器平臺配置為 VLC 媒體播放器服務(wù)器，以生成演示視頻流。需要在 AXM57104 NIC 上為兩個 VLC Server 視頻流添加兩個可視網(wǎng)絡(luò)接口，一個可視網(wǎng)絡(luò)接口為 VLC Server Video #1 流分配 VLAN 優(yōu)先級 2；另一個可視網(wǎng)絡(luò)接口為 VLC 服務(wù)器視頻#2 流分配 VLAN 優(yōu)先級 4。

Linux 媒體客戶端平臺配置為 VLC 媒體播放器客戶端，以顯示演示視頻以驗證 TSN IEEE 802.1Qbv 和 802.1Qav 功能。需要在 AXM57104 NIC 上為兩個 VLC Client 視頻流添加兩個可視網(wǎng)絡(luò)接口，一個可視網(wǎng)絡(luò)接口為 VLC Client Video #1 流分配 VLAN 優(yōu)先級 2；另一個可視網(wǎng)絡(luò)接口為 VLC 客戶端視頻#2 流分配 VLAN 優(yōu)先級 4。

噪聲流量生成器平臺用于生成廣播噪聲流量。需要在 AXM57104 NIC 上添加一個 VLAN 優(yōu)先級為 5 的可視網(wǎng)絡(luò)接口，用于廣播噪聲流量。廣播噪聲流量的優(yōu)先級 5 高于 VLC 視頻 #1 和 #2 流，因此 VLC 視頻 #1 和 #2 流將在噪聲流量生成器在同一網(wǎng)段上生成大量廣播噪聲流量時停止。通過啟用 TSN IEEE 802.1Qbv 或 802.1Qav 功能，即使噪聲流量生成器在此實踐中產(chǎn)生大量廣播噪聲流量，VLC 視頻 #1 或 #2 流也可以流暢播放。

TSN IEEE 802.1Qbv 和 802.1Qav 標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.1Q 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)擴展。因此，IEEE 802.1Qbv 和 802.1Qav 網(wǎng)絡(luò)使用 802.1Q VLAN 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行工業(yè)通信。4 字節(jié) IEEE 802.1Q VLAN 標(biāo)頭包括 16 位 TPID (0x8100)、3 位優(yōu)先級 (0..7)、1 位 CFI 和 12 位 VLAN ID (0..4095)。具有較高優(yōu)先級的 VLAN 數(shù)據(jù)包具有較高的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級。設(shè)計人員需要根據(jù)預(yù)定義的 TSN 網(wǎng)絡(luò)配置配置適當(dāng)?shù)?VLAN 優(yōu)先級值。

我司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)控機械 冶金,石油天然氣,石油化工，
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