全球出名征询机构“罗兰贝格”在其《拥抱5G新世界》的财产陈述中指出：5G经由过程壮大的无线毗连、边沿计较和收集切片手艺，将助力无线主动化节制、工业云化机械人、猜测性保护、柔性出产等行业冲破，驱开工业4.0的真正落地，进一步鞭策将来工场的降生。但是，虽然在手艺机能目标上5G能够承载工业收集分歧的典型营业，但业界遍及认为5G工业利用依然具有良多要害问题有待处理，包罗：收集中止对工场装备和出产的影响是不成接管的，需要处理平安性和靠得住性；保守出产装备的现场总线和数据收集装备兼容性具有良多问题，革新难度和本钱高；针对工业利用场景的URLLC（超靠得住、低时延通讯） 0.5ms的上下行时延方针难以知足部门强时候敏感性工业利用的要求等等。

假如说摆设中的5G为工业智能画下将来的抱负愿景，那末基在时候敏感收集（TSN）革新年夜量利用在工业制造的以太网则已就位，相干手艺正在促进智能制造落地。ADI系统利用项目师Volker 在两年前曾撰文指出：“TSN势不成挡，而独一有待确认的是甚么时辰到来和以甚么情势到来。”而今天，各类势头显示落地已进入进行时。“经由过程与TSN特征相连系，ADI在工业收集边沿已实现了最早进的现场装备通讯处理方案。” ADI中国区工业主动化行业市场部司理在常涛（Roger）在前不久的一次行业交换勾当中流露，他说起的进步前辈现场装备通讯处理方案是该公司撑持多种以太网和谈互换的fido5000系列互换平台。

不管是5G仍是保守工业以太网革新都需要到达工场间装备的刻薄机能要求。

从雷声年夜到雨声年夜，基在以太网的及时通讯势在必行

时候敏感收集是指IEEE 802.1工作组中的 TSN 使命组开辟的一套和谈尺度。该尺度界说了以太网数据传输的时候敏感机制，为尺度以太网增添了肯定性和靠得住性，以确保以太网可以或许为要害数据的传输供给不变分歧的办事级别。该手艺在早期就引发业界的正视，特殊是近两年来这个曾生疏的专业辞汇在各类专业媒体上频仍呈现，成为工业4.0山雨欲来前的“雷声阵阵”。

而时候进入2019年，TSN在财产界则更多的听到落地的“雨声”：PROFINET最新规范V2.4版本发布，该规范最年夜亮点是实现了将TSN作为第二层的手艺集成到PROFINET架构中的设定方针；新一代收集和谈CC-Link IE TSN也差不多同期发布，在全球率先将千兆以太网带宽与TSN相连系，拓展了CC-Link IE基在工业以太网实现企业从消息层到利用层纵向整合的进步前辈通讯手艺；而在2019年汉诺威工业展览会上，浩繁产物演示处理方案都明示着TSN正在掀起工业互联网的海潮……

在常涛的主题演讲：ADI助力加快迈向工业4.0

跟着各类智能化革新项目的推动，各类传感器节点与PLC之间的保守通讯和谈让位在各类版本的超高速以太网和谈，为工场操作手艺（OT）根本举措措施与企业消息手艺（IT）根本举措措施采取基在TSN的以太网高度集成缔造了前提。比来几年，几近所有TSN相干的工作小组都在处理一项课题：确保转移至TSN和为现有收集供给资本，这将是像各类在原有举措措施上翻建一样。

现实上，业界已基在TSN成功开辟出合适IEEE 802.1的尺度以太网扩大版本，成功地解脱了曩昔的限制。TSN相较之前的工业以太网体例最年夜的手艺劣势是其可扩大性。与当前的工业收集分歧，TSN其实不针对特定的传输速度进行界说，TSN可用在100 Mbps，也可一样用在1 Gbps、10 Mbps或5 Gbps。“为了撑持这类扩大需求，ADI推出的fido5000以太网平台使系统能从任何一种以太网和谈切换到另外一种以太网和谈，而无需从头设想硬件。”Roger暗示。

硬核撑持TSN，以太网和谈互换方案结构工业将来

作为高机能工业旌旗灯号链相干手艺的要害供给商，ADI多年前就敏感捕获到主动化客户对高度靠得住的同步收集手艺的需求，例如撑持汽车制造工场多组机械人在卑劣喧闹的前提下井井有理地协同功课的利用情况。为此，ADI在2016年判断收购肯定性以太网半导体和软件处理方案的领先供给商Innovasic，鼎力扩没收司肯定性以太网手艺和专业常识，为高度同步的工业主动化收集和工业物联网供给壮大的及时毗连。而彼时，IEEE正在制订全新的时候敏感型收集尺度。

跟着Innovasic的整合，fido5000系列工业双端口互换机已被纳入ADI公司产物线。该互换机撑持所有相干的工业以太网和谈，成为ADI撑持TSN利用的最强硬核手艺方案。

该SoC芯单方面向工业以太网利用的及时以太网多和谈互换机，能撑持现今所有首要工业和谈，操纵fido5000此刻便可以将产物计划过渡至TSN并同时知足当前需求（PROFINET IRT、EtherCAT、POWERLINK、EtherNet/IP等）。互换机警活的架构可以或许顺应和谈将来的转变，而且撑持将来的和谈和其他成长，借助fido5000还将使实现OPC UA PUB/SUB成为可能。“操纵fido5000系列，用户可以或许为应对所有工业场景做好预备。” Roger指出。

fido5000互换机芯片处理支流以太网和谈共存的要害问题。

及时以太网互换芯片和处置器之间经由过程内存总线进行通讯，以实现高机能、低延迟/低发抖的工业以太网。内存总线还供给了采取PriorityChannel®手艺的主控接口，ADI采取软硬件协同设想开辟了这一过滤手艺，确保来自以太网的要害数据获得实时处置，而不受和谈和收集操纵率的影响，是以避免了非时候关�����APP键型数据流量的干扰。这意味着，来自及时通道的数据会优先在通俗收集数据获得处置。

除互换功能以外，fido5000还具有壮大的按时器节制单位 （TCU）。TCU设想用在实现各类工业以太网和谈的同步机制。经由过程四个公用输出或四个通用输入/输出，能够实现输入捕获等其他功能，也能够输出任何方波旌旗灯号。这些端口均间接与同步时候同相。例如，它能以64位分辩率对四个输入端中任何一处的边缘达到加盖时候戳。在输出端，任何数字旌旗灯号模式都能够与收集时候同步输出。这意味着能够将用户的利用与收集时候同步，周期时候乃至低至不到31.25μ­s。“但fido5000的功能还不但限在此—该芯片已为将来做好了预备！fido5000撑持时候敏感型收集。将来基在TSN的工业以太网利用的需求将可以或许知足活动节制或平安等利用很是刻薄的及时要求。” Roger强调道。

本文总结：TSN摊平走向将来工业之路

作为工业现场及时通信需求而生的底层和谈，TSN供给的劣势让IEEE以太网手艺再次与时俱进，知足了当下很多工业主动化手艺的供给商和制造商都等候自力在制造商的开放式通讯平台从而在系统规模内实现愈来愈多的主动化流程。撑持TSN的互换机芯片方案为实现这个欲望供给了一种光滑过渡而有用处理方案。