CN110943899B - 一种epa工业总线与时间敏感网络适配系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统及方法，解决的是EPA以太网不能实时与时间敏感网络连接构建快速通道的技术问题，通过采用包括EPA端点设备、TSN端点设备；所述EPA端点设备通过TSN适配器通信连接有TSN桥接设备，所述TSN桥接设备连接TSN端点设备；TSN适配器接收来自TSN桥接设备的主时钟下发的时间数据，并在接收或传输时钟同步数据过程中添加时间戳完成时钟同步；TSN桥接设备用于提供时间同步、低延迟、低抖动和流带宽保证的技术方案，较好的解决了该问题，可用于EPA工业技术中。

Description

一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统及方法
技术领域
本发明涉及工业网络领域，具体涉及一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统及方法。
背景技术
工厂自动化领域基于以太网优势的基础上开始研制并应用实时通信，开始对如各类实时以太网技术的实时性进行比较分析，每个技术都有自身优点和缺点，但都有一个共同点，大部分标准都是专有性的解决方案，即通过在硬件或软件协议栈中修改标准以太网，以满足实时性要求。IEEE决定开发实时以太网音视频桥接标准(AVB)。AVB提出的解决方案主要应用在娱乐领域传输音频和视频数据，使用CBS、流预留和时钟同步机制实现A类和B类数据传输的最大延迟为毫秒级保证。其关键技术优势也同时促进着工业自动化领域的发展，为满足不同类型的需求，成立TSN工作组并开始着力于推进标准化工作，进一步提出满足工业通信需求的功能机制，其主要目的是再次将数据传输最大延迟降到微秒级。802.1Qbv时间感知调度(TAS)提出一种时间触发方法，利用驱动程序对交换机转发过程中交换端口数据进行优先级排序，以及802.1Qbu帧抢占机制，高优先级中断低优先级帧的传输，从而交换机中高优先级和关键以太网帧的延迟达到最小。同时为保证这些机制的实现，使用802.1Qca路径控制预留和802.1Qcc SRP增强，依靠驱动控制程序的802.1AS-rev时间敏感应用的定时与同步也起着重要的作用。为支持容错特性，TSN工作组还提出了802.1CB流的冗余，帧复制和消除，即增强可靠性。
以太网工业总线(Ethernet for Plant Automation，EPA)，基于分时发送和优先级调度的特性机制。EPA把现场工业数据流量分成周期性与非周期性流量进行传输，保证了系统间通信的确定性与实时性。对于OT与IT数据融合的需求，EPA与其他实时以太网在网络通信上存在着总线复杂性、数据类型多样性、实时性等障碍，为了实现同多媒体数据链路相同的高精确和高稳定性链路质量目标，现已发布的时间敏感网络(TSN)标准用于实现高速虚拟局域网中多媒体数据和实时以太网数据满足低抖动、低时延和确定性传输。与其他的分布式系统一样，EPA相关的节点在使用这种TSN标准中，直接在节点上运行的TSN标准是需要在其系统中安装支持完整TSN的协议栈，且现有的EPA端点设备也缺少必要的TSN服务和与TSN兼容性问题。
本发明提供一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统及方法，用于EPA桥接适配TSN，能够解决上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的EPA以太网不能实时与时间敏感网络连接构建快速通道的技术问题。提供一种新的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，该EPA工业总线与时间敏感网络适配系统具有EPA以太网能够实时与时间敏感网络连接构建快速通道、不同总线协议数据在一个链路进行传输、带宽效率利用好的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，所述EPA工业总线与时间敏感网络适配系统包括EPA端点设备、TSN端点设备；所述EPA端点设备通过TSN适配器通信连接有TSN桥接设备，所述TSN桥接设备连接TSN端点设备；TSN适配器接收来自TSN桥接设备的主时钟下发的时间数据，并在接收或传输时钟同步数据过程中添加时间戳完成时钟同步；TSN桥接设备用于提供时间同步、低延迟、低抖动和流带宽保证。
本发明的方案：本发明的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统包括TSN端点设备、TSN适配器、TSN桥接设备和EPA端点设备，其中TSN桥接设备为网络控制和音视频数据提供时间同步、低延迟、低抖动和保证流带宽的预留的能力。TSN是新一代AVB，向后兼容AVB。每个TSN端点设备是能够支持多种TSN相关IEEE标准的。
支持TSN标准的多个TSN端点设备共同组成一个TSN域。不支持TSN服务的EPA端点设备在TSN域之外，前述EPA端点设备包括支持EPA协议的嵌入式设备、PC、EPA交换机、EPA网桥、EPA集线器、EPA现场传感器或者执行器等。为保证这些EPA设备原有的服务质量标准，并使这些EPA设备能够汇入TSN网络中并于TSN域中设备进行通信，本发明使用TSN适配器。
TSN适配器接收来自TSN域中桥接设备主时钟的下发的时间，并在接收或传输时钟同步数据过程中加上时间戳，确保时钟同步。若当EPA端点设备需要与远程EPA设备进行通信时，经过TSN适配器，映射EPA数据帧，使得EPA数据能够在TSN域中进行转发调度。当从TSN域中流出的封装成TSN格式的数据帧时，经过TSN适配器去除掉VLAN标记的帧，使目地EPA端点设备能够识别的EPA帧字段。
上述方案中，为优化，进一步地，所述EPA工业总线接入时间敏感网络的数据帧格式包括标准以太网帧格式和标签，标签用于识别区分协议，以及识别区分VLAN和非VLAN数据帧。
本发明在MAC目标地址中定义EPA域，并与TSN域进行区分，通过目的MAC地址和VLAN ID来确定唯一的单向流的物理路径，确定传输所需要的时间窗口。MAC源地址后面的802.1Q标签中，TPID代表标签协议标识符，用来标识是否为VLAN和非VLAN数据帧，这里的值是0x8100。TCI代表标签控制信息，包括了3bit的EPA映射后的优先级PCP，这里取值为0～7；1bit的CFI表示是否为规范格式；12bit的VLAN ID指明VLAN的ID，这里能够使用4096个VLAN域；第四个字段指出以太网协议类型，EPA采用向IEEE注册分配的(0x88CB)特定值来标识是EPA报文；第五个字段是上一层的数据下发成的帧；第六个字段冗余校验是用于校验差错的循环冗余码。
进一步地，所述TSN适配器包括计算处理单元、存储器、软件系统、控制应用程序及系统内核、媒体访问控制器、物理层设备以及通信模块接口；所述媒体访问控制器通过MII接口耦合连接到物理层设备；所述通信模块接口与EPA工业总线进行数据通信；所述物理层设备通过时间戳完成EPA端点设备与TSN设备之间保持时间同步。
进一步地，所述系统内核包括定时与同步API接口、数据流API接口、TSN驱动API接口、EPA协议栈、TSN协议栈、用户配置管理API接口；所述媒体访问控制器包括微处理器、VLAN标签硬件、TSN控制状态机、QoS引擎以及MAC合并子层。
硬件通过总线相互连接，并通过PCI接口线路与MAC控制器进行数据交换，数据链路层采用带有VLAN字节的标准以太网协议，具有对关键性的时间敏感网络数据优先级标记，实现带宽预留、精准时钟同步、流量控制以及连接管理和控制的TSN适配器的硬件，当接收来自EPA端点设备发来的数据时，根据控制应用程序配置的VLAN标记，对EPA数据帧添加VLAN标记，其中优先级通过MAC合并子层提取源端点设备发来的数据优先级，通过映射算法构成TSN域中适配的帧结构。
因此，在EPA域与TSN域的适配模式中，EPA端点设备与TSN适配器进行数据交互以使接入的EPA协议数据支持TSN相关功能。进而通过TSN适配器将EPA传输数据在数据链路层进行带宽预留、精准时钟同步、流量控制以及连接管理和控制，并在TSN适配器媒体访问控制器(MAC控制器)中执行，使目前现场现有的EPA设备能够接入TSN中。
进一步地，所述微处理器还连接有用于微处理器输入/输出的I/O接口，以及对应的发送逻辑电路和接收逻辑电路，I/O接口与CPU连接。
进一步地，所述发送逻辑电路由权重分配模块、传输选择模块、帧抢占模块、VLAN标记模块、CRC生成模块及门控传输模块组成。
进一步地，所述EPA工业总线与时间敏感网络适配方法基于前述EPA工业总线与时间敏感网络适配系统；EPA工业总线与时间敏感网络适配方法用于不同优先级流量在TSN适配器中调度，不同优先级流量包括以实时周期流、实时非周期流以及非实时流：
步骤1，TSN适配器预设传输周期，在队列中非实时流、实时周期流和实时非周期流到达发送逻辑电路对应的I/O接口时；
步骤2，根据TSN控制状态机发出的门控列表，将等时同步流的通道打开，发送逻辑电路进行优先传输；
步骤3，传输选择模块给每个队列设置一个信用额度，判断实时信用额度，实时信用额度大于等于为0允许门控传输模块开启进行传输；
步骤4，分别开启实时非周期流以及非实时流对应的流量通路进行传输；
步骤5，判断最后帧的大小，如最后帧超过了保护带长度，则无法在本次周期内传输完毕，则切片处理帧，并将未传输完成的帧抢占下一周期非实时数据，进行优先传输，切片处理时进行校验码组装处理及校验。
完整的EPA工业总线与时间敏感网络适配方法如下：
步骤A，启动、初始化TSN应用，设置TSN适配器地址，配置优先传输周期，发现网络应用实体，管理TSN控制状态机，监测EPA数据包进入，EPA数据包进入则执行步骤B；
步骤B，解析EPA数据包，识别接入设备数据，判断接入设备数据类型，如为第n-1个非周期性数据包，则提取第n-1个EPA数据包的原优先级：PRI＝i；否则映射优先级PCP＝7，作为第n-1个数据包的PCP，并执行步骤D，n＞1；
步骤C，定义PCP＝7-i作为第n个EPA数据包的优先级PCP；
步骤D，将PCP值置于VLAN字节中，依据PCP控制门控传输模块对多个队列进行处理，执行资源保留，判断当前数据包是否能在此周期传输完成，如不能需切片处理执行步骤F，否则执行步骤E；
步骤E，切片处理，生成mCRC校验码，剩余切片帧将留在下个周期进行传输；
步骤F，MAC合并子层组装帧，进行数据流传输。
EPA系统通信流量类型如表1。在EPA适配入TSN过程中，将不同类型通信流量按照如表1进行映射调度，从而适配入TSN。
表1
流量类型 周期类型 实时性
测量数据、控制数据、状态数据、功能块周期性数据等 周期 实时
过程数据、读写数据、通知数据、趋势报告等 非周期 实时
ARP、RARP、HTTP、FTP、TFTP、ICMP、IGMP等协议的数据 非周期 非实时
本发明的有益效果：本发明提供了EPA桥接适配TSN的装置和方法，TSN能够保证实时流量时间上确定性的同时，实现不同流量类型的共存。将TSN作为数据链路层，可以无条件的保护高优先级流量的传输，将不同总线协议数据在一个链路进行传输，还可以更好的利用带宽效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，EPA工业总线与时间敏感网络适配系统示意图。
图2，EPA适配TSN域中的帧格式示意图。
图3，TSN适配器的内部结构示意图。
图4.，适配装置链路层与物理层硬件连接结构示意图。
图5，不同优先级流量在TSN适配器中调度过程示意图。
图6，EPA工业总线与时间敏感网络适配方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，如图1，所述EPA工业总线与时间敏感网络适配系统包括EPA端点设备、TSN端点设备；所述EPA端点设备通过TSN适配器通信连接有TSN桥接设备，所述TSN桥接设备连接TSN端点设备；
TSN适配器接收来自TSN桥接设备的主时钟下发的时间数据，并在接收或传输时钟同步数据过程中添加时间戳完成时钟同步；
TSN桥接设备用于提供时间同步、低延迟、低抖动和流带宽保证。
如图1所示，支持TSN标准的多个端点设备共同组成一个TSN域。不支持TSN服务的EPA端点设备在TSN域之外，这里的EPA端点设备包括支持EPA协议的嵌入式设备、PC、EPA交换机、EPA网桥、EPA集线器、EPA现场传感器或者执行器等形式。为保证这些EPA设备原有的服务质量标准，并使这些EPA设备能够汇入TSN网络中并于TSN域中设备进行通信，这里使用到TSN适配器。TSN适配器接收来自TSN域中桥接设备主时钟的下发的时间，并在接收或传输时钟同步数据过程中加上时间戳，确保时钟同步。
网络中的TSN桥接设备为网络控制和音视频数据提供时间同步、低延迟、低抖动和保证流带宽的预留的能力。TSN是新一代AVB，向后兼容AVB。桥接设备包括与多个TSN端点设备和TSN适配器连接的多个端口。每个TSN端点设备能够支持多种TSN相关IEEE标准。
若当EPA端点设备需要与远程EPA设备进行通信时，经过TSN适配器，映射EPA数据帧，使得EPA数据能够在TSN域中进行转发调度。当从TSN域中流出的封装成TSN格式的数据帧时，经过TSN适配器去除掉VLAN标记的帧，使目地EPA端点设备能够识别的EPA帧字段。
具体地，如图2，所述EPA工业总线接入时间敏感网络的数据帧格式包括标准以太网帧格式和标签，标签用于识别区分协议，以及识别区分VLAN和非VLAN数据帧。图2为EPA适配TSN域中的帧格式，为EPA适配接入TSN域中帧格式图，采用以标准以太网帧格式为基础的EPA帧，并添加了802.1Q标签，除去前导码和帧开始符后，一般由六个字段构成。
在MAC目标地址中定义EPA域，并与TSN域进行区分，通过目的MAC地址和VLAN ID来确定唯一的单向流的物理路径，确定传输所需要的时间窗口。MAC源地址后面的802.1Q标签中，TPID代表标签协议标识符，用来标识是否为VLAN和非VLAN数据帧，这里的值是0x8100。TCI代表标签控制信息，包括了3bit的EPA映射后的优先级PCP，这里取值为0～7；1bit的CFI表示是否为规范格式；12bit的VLAN ID指明VLAN的ID，这里能够使用4096个VLAN域；第四个字段指出以太网协议类型，EPA采用向IEEE注册分配的(0x88CB)特定值来标识是EPA报文；第五个字段是上一层的数据下发成的帧；第六个字段冗余校验是用于校验差错的循环冗余码。
如图3，所述TSN适配器包括计算处理单元、存储器、软件系统、控制应用程序及系统内核、媒体访问控制器、物理层设备以及通信模块接口；所述媒体访问控制器通过MII接口耦合连接到物理层设备；所述通信模块接口与EPA工业总线进行数据通信；所述物理层设备通过时间戳完成EPA端点设备与TSN设备之间保持时间同步。
如图3，所述系统内核包括定时与同步API接口、数据流API接口、TSN驱动API接口、EPA协议栈、TSN协议栈、用户配置管理API接口；所述媒体访问控制器包括微处理器、VLAN标签硬件、TSN控制状态机、QoS引擎以及MAC合并子层。
MAC控制器包括TSN模式下处理部分CPU任务的功能、支持相关的TSN标准协议，从而执行相关TSN处理。
MAC控制器处理资源信息，如微处理器响应包括TSN控制状态机接收来自配置管理信息，控制传输队列门的开启与关闭，将不同优先级流量进行分时传输。
PHY具备标记时间戳功能，利用含有时间戳的收发芯片，将传输或接收的数据生成相对于主时钟引用的时间戳。在EPA端点设备与TSN设备之间保持时间同步。
在图3中，通过RJ45通信模块接口，TSN适配器和现有不支持TSN的EPA端点设备(如EPA协议的嵌入式设备、EPA交换机、EPA网桥、EPA集线器、EPA现场传感器或者执行器等)之间的进行数据传输。
前述硬件一般通过总线相互连接，并通过PCI接口线路与MAC控制器进行数据交换，数据链路层采用带有VLAN字节的标准以太网协议，具有对关键性的时间敏感网络数据优先级标记，实现带宽预留、精准时钟同步、流量控制以及连接管理和控制的TSN适配器的硬件。当接收来自EPA端点设备发来的数据时，根据控制应用程序配置的VLAN标记，对EPA数据帧添加VLAN标记。其中，优先级通过MAC合并子层提取源端点设备发来的数据优先级，通过映射算法构成TSN域中适配的帧优先级。
因此，在EPA域与TSN域的适配模式中，EPA端点设备与TSN适配器进行数据交互以使接入的EPA协议数据支持TSN相关功能。进而通过TSN适配器将EPA传输数据在数据链路层进行带宽预留、精准时钟同步、流量控制以及连接管理和控制，并在TSN适配器媒体访问控制器(MAC控制器)中执行，使目前现场现有的EPA设备能够接入TSN中。
如图4，所述微处理器还连接有用于微处理器输入/输出的I/O接口，以及对应的发送逻辑电路和接收逻辑电路，所述I/O接口与CPU连接。
如图4，所述发送逻辑电路由权重分配模块、传输选择模块、帧抢占模块、VLAN标记模块、CRC生成模块及门控传输模块组成。通过硬件编程配置VLAN ID，映射EPA优先级给发送帧加上VLAN标记，TSN控制状态机会根据控制器中指针提取队列信息数据，与权重分配电路同时完成队列权重分配。
图4中的媒体访问控制器(MAC控制器)通过传输TSN数据流的方式与物理层设备(PHY)相连接。适配器MAC控制器的微处理器具备将CPU部分功能放在微处理器中执行，可以达到CPU功耗更小和效率更高的作用。
传输选择模块内包含传输选择算法，防止每个队列中某个流量一直占用传输链路，将给每个队列设置一个信用额度，当信用额度为0或者正数的时候才允许传输。若上个周期中有帧被切片处理，那么该帧的剩余帧可通过传输选择模块抢占下个周期中非实时数据的发送带宽，进行优先发送。MAC合并子层获取所有的帧，通常将CRC与发送帧组合在一起传送给物理层设备进行时间戳处理，若为被切片处理的帧时，则生成mCRC作为校验和。
接收逻辑电路包括去VLAN标记和CRC校验，将从原TSN域发送过来的数据校验以后，对其进行去VLAN标记组装成EPA帧的格式。
MAC控制器电路经由MII接口耦合到PHY。物理层设备(PHY)包括PHY处理器，数字逻辑电路和模拟逻辑电路。PHY包括时间戳(对应于图4的时间戳)，用于关联在MAC控制器和PHY之间传输数据的时间依据，并且硬件底层的时间戳逻辑在传输和接收数据包的过程中必须尽可能的靠近线路。线路的RJ45接口将TSN适配器连接到EPA域与TSN域中。
本实施例还提供一种EPA工业总线与时间敏感网络适配方法，如图5，所述EPA工业总线与时间敏感网络适配方法基于前述的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统；
所述EPA工业总线与时间敏感网络适配方法用于不同优先级流量在TSN适配器中调度，不同优先级流量包括以实时周期流、实时非周期流以及非实时流；包括：
步骤1，TSN适配器预设传输周期，在队列中非实时流、实时周期流和实时非周期流到达发送逻辑电路对应的I/O接口时；
步骤2，根据TSN控制状态机发出的门控列表，将等时同步流的通道打开，发送逻辑电路进行优先传输；
步骤3，传输选择模块给每个队列设置一个信用额度，判断实时信用额度，实时信用额度大于等于为0允许门控传输模块开启进行传输；
步骤4，分别开启实时非周期流以及非实时流对应的流量通路进行传输；
步骤5，判断最后帧的大小，如最后帧超过了保护带长度，则无法在本次周期内传输完毕，则切片处理帧，并将未传输完成的帧抢占下一周期非实时数据，进行优先传输，切片处理时进行校验码组装处理及校验。
适配器提供一种通道使得原有的EPA协议数据能够接入当前的TSN网络中，在这里原有的EPA数据以循环方式周期性的发送给TSN域中的倾听者，每个数据流使用适配器可以支持相关TSN标准，不使用TSN适配器的非TSN设备的通信也可以通过以太网TSN域，但不会运用TSN确定性调度机制。
具体地，如图6，在TSN中处理EPA数据的方法的一个实施流程图，在操作中，TSN适配器执行EPA设备进行带宽预留、精准时钟同步、帧抢占、流量控制以及连接管理和门控调度等功能，数据流组帧和解帧功能，使得在EPA设备上不需要支持TSN，就能使数据流汇入TSN域中。
图6表示了在TSN适配器中的时间敏感数据的设备发现、资源保留、映射优先级、帧抢占以及封装TSN帧的一个实施例中采用的具体步骤：
S1:通过控制网络链路并启动TSN应用来进行初始化，用户可以利用TSN适配器接入一些实时性与非实时性的关键流量，例如用户想要同时传输实时非周期性EPA控制指令，网络链路传输控制就会在媒体访问控制器中执行。
S2:发现网络中可用实体。
S3:对TSN适配器进行硬件编程后，包括配置适配器PHY中的时间戳，以及在MAC控制器中执行对应的QoS和VLAN编程。
S4:根据TSN协议，在管理配置TSN状态机，通过微处理器管理的TSN控制状态机。
S5:等待设备发送数据包到TSN适配器中进行数据适配映射。
S6:在识别接入设备请求中，由TSN适配器识别接入设备数据，执行对应规则，如确定关键性数据如控制数据、状态数据从源节点到目的节点的端到端路径、最大传输延迟等。
S7:适配入TSN域时把EPA中PRI字符优先级进行映射，转换成VLAN标准优先级PCP，并置于VLAN字节中。
S8:通过门控状态表，TSN适配器将高低优先级流量在定义的传输周期进行依次处理。
S9:并且在资源保留步骤中，对确定的端到端的TSN域进行资源预留，通过帧抢占、流带宽、固定数据速率、调节数据速率实现网络流的资源保留。
S10:最后通过MAC合并子层组装成帧进行传输。
本实施例，网络流资源保留的实现是用于端到端数据的传输，在传输过程中网络流使用一个或者多个网络协议，这些协议利用TSN相关扩展或驱动程序在TSN适配器中进行执行，以确保一定的服务质量(QoS)。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，其特征在于：所述EPA工业总线与时间敏感网络适配系统包括EPA端点设备、TSN端点设备；所述EPA端点设备通过TSN适配器通信连接有TSN桥接设备，连接分为主时钟，所述TSN桥接设备连接TSN端点设备；
TSN适配器接收来自TSN桥接设备的主时钟下发的时间数据，并在接收时钟同步数据或传输时钟同步数据过程中添加时间戳完成时钟同步；
TSN桥接设备用于提供时间同步、低延迟、低抖动和流带宽保证，TSN桥接设备包括与多个TSN端点设备和TSN适配器连接的多个端口；
所述EPA工业总线接入时间敏感网络的数据帧格式包括标准以太网帧格式和标签，标签用于识别区分协议，以及识别区分VLAN和非VLAN数据帧；
所述TSN适配器包括计算处理单元、存储器、软件系统、控制应用程序及系统内核、媒体访问控制器、物理层设备以及通信模块接口；
所述媒体访问控制器通过MII接口耦合连接到物理层设备；
所述通信模块接口与EPA工业总线进行数据通信；
所述物理层设备通过时间戳完成EPA端点设备与TSN设备之间保持时间同步。
2.根据权利要求1所述的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，其特征在于：所述系统内核包括定时与同步API接口、数据流API接口、TSN驱动API接口、EPA协议栈、TSN协议栈、用户配置管理API接口；
所述媒体访问控制器包括微处理器、VLAN标签硬件、TSN控制状态机、QoS引擎以及MAC合并子层。
3.根据权利要求2所述的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，其特征在于：所述微处理器还连接有用于微处理器输入/输出的I/O接口，以及对应的发送逻辑电路和接收逻辑电路，所述I/O接口与CPU连接。
4.根据权利要求3所述的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统，其特征在于：所述发送逻辑电路由权重分配模块、传输选择模块、帧抢占模块、VLAN标记模块、CRC生成模块及门控传输模块组成。
5.一种EPA工业总线与时间敏感网络适配方法，其特征在于：所述EPA工业总线与时间敏感网络适配方法基于权利要求4的EPA工业总线与时间敏感网络适配系统；
所述EPA工业总线与时间敏感网络适配方法用于不同优先级流量在TSN适配器中调度，不同优先级流量包括以实时周期流、实时非周期流以及非实时流；包括：
步骤1，TSN适配器预设传输周期，在队列中非实时流、实时周期流和实时非周期流到达发送逻辑电路对应的I/O接口时；
步骤2，根据TSN控制状态机发出的门控列表，将等时同步流的通道打开，发送逻辑电路进行优先传输；
步骤3，传输选择模块给每个队列设置一个信用额度，判断实时信用额度，实时信用额度大于等于0允许门控传输模块开启进行传输；
步骤4，分别开启实时非周期流以及非实时流对应的流量通路进行传输；
步骤5，判断最后帧的大小，如最后帧超过了保护带长度，判定无法在本次周期内传输完毕，则切片处理帧，并将未传输完成的帧抢占下一周期非实时数据，进行优先传输，切片处理时进行校验码组装处理及校验。
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