CN115189983B - 一种访问autbus网络的tsn装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种访问AUTBUS网络的TSN装置，其包括：时钟同步的TSN物理端口、TSN模块和AUTBUS模块；TSN物理端口用于实现TSN装置与TSN网络之间数据交互；AUTBUS模块设置AUTBUS端口，通过该AUTBUS端口实现TSN装置与AUTBUS网络之间数据交互；TSN模块用于根据调度参数创建TSN逻辑端口，并实现TSN逻辑端口与TSN物理端口之间的数据交互，还用于实现TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间的数据交互，调度参数用于对转发至AUTBUS模块的TSN数据流的调度。本发明的技术方案在TSN网络和AUTBUS网络的结构保持不变的情况下，实现TSN网络与AUTBUS网络之间相互低成本的访问。

Description

一种访问AUTBUS网络的TSN装置

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种访问AUTBUS网络的TSN装置。

背景技术

TSN(Time Sensitive Networking)指在传统的以太网基础上，使用高精确的时间同步，通过保障带宽来限制传输延迟，提供高级别服务质量以支持各种工业应用的一种实时性网络。TSN技术基于以太网的优势，使得其应用越来越广泛。

TSN由一系列技术标准构成,主要包括时钟同步、数据流调度策略(即整形器)以及TSN网络与用户配置三个部分相关标准，使用TSN技术需要专用的芯片，即位于现场设备层的终端设备需要在物理层和数据链路层支持TSN协议，成本较高。同时因为基于以太网需要引入TSN交换机，特别是点对点的星型组网方式，导致工业现场组网复杂，而且TSN交换机的应用会对工业现场网络通信的确定性和可靠性带来新的挑战。

尽管越来越多的工业通信协议支持TSN，类似CCLink Over TSN，Porfinet OverTSN等，或在部分特定场景下直接基于TSN网络实现实时业务数据转发，而为了规范这些工业协议对TSN的支持，还需要用户支持对应的行规，这样不仅面对TSN协议本身的复杂性和庞大性，还要面对不同工业通信协议的互通和支持TSN在工业通信领域的行规，所以TSN的使用成本进一步升高。

宽带现场总线(AUTBUS)是一种新型的工业网络通信技术，具有高带宽高实时性的特征，能够在简单的两线制网络中实现远距离多业务数据的融合传输，同时基于精确时钟同步技术提供微秒级的宏周期，支持环形等多种网络拓扑，网络维护简单可靠，可以提供实现工业通信网络中多协议互通和互操作的解决方案，不仅满足用户对工业网络的大带宽高实时通信需求，而且实现成本低，有效利用现有资产价值。在实施过程中，对于采用的TSN设备，或者即将采用的TSN设备，AUTBUS网络能实现与TSN网络的无缝融合。

因此亟需一种能访问AUTBUS网络的TSN装置，该装置可以低成本且可靠地通过TSN网络访问AUTBUS网络，实现TSN网络与AUTBUS网络之间数据的确定性转发。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了在一种访问AUTBUS网络的TSN装置，在一个物理设备中配置时钟同步的TSN物理端口、TSN模块和AUTBUS模块，在TSN模块中创建TSN逻辑端口，在TSN逻辑端口与其他TSN端口之间直接复用原TSN网络的调度功能，且TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间进行数据交互，在AUTBUS模块中设置AUTBUS端口，实现AUTBUS模块与其他AUTBUS端口间数据进行数据交互，从而在原TSN网络和AUTBUS网络的结构均保持不变的情况下，实现TSN网络与AUTBUS网络之间相互低成本的访问。

在本发明的一些实施例中，在TSN模块和AUTBUS模块之间设置DMA通道，在DMA通道中数据映射表实现TSN模块与AUTBUS模块之间数据的高速转发，实现TSN网络与AUTBUS网络之间的确定性转发。

本发明的实施例提供了一种访问AUTBUS网络的TSN装置，包括：时钟同步的TSN物理端口、TSN模块和AUTBUS模块；TSN物理端口用于实现TSN装置与TSN网络之间的数据交互；AUTBUS模块设置AUTBUS端口，通过该AUTBUS端口实现TSN装置与AUTBUS网络之间数据交互；TSN模块用于根据调度参数创建TSN逻辑端口，并实现所述TSN逻辑端口与TSN物理端口之间的数据交互，还用于实现TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间的数据交互，所述调度参数用于对转发至AUTBUS模块的TSN数据流的调度。

由上，本实施例中在TSN模块中设置TSN逻辑端口，TSN逻辑端口与其他TSN端口之间数据交互直接复用原TSN网络的调度功能，且TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间进行数据交互，在AUTBUS模块中设置AUTBUS端口，实现AUTBUS模块与其他AUTBUS端口间数据进行数据交互，从而在原TSN网络和AUTBUS网络的结构均保持不变的情况下，实现TSN网络与AUTBUS网络之间相互低成本的访问。

在本发明的一种可能实施方式中，所述TSN装置还包括与所述TSN模块时钟同步的DMA通道，用于缓存所述TSN逻辑端口与所述AUTBUS模块之间交互的数据；在所述DMA通道中设置数据映射表，用于根据TSN数据流的特征与AUTBUS逻辑通道的特征之间对应关系实现所述TSN逻辑端口的TSN数据流与所述AUTBUS模块的AUTBUS数据流之间的映射。

由上，通过数据映射表利用TSN数据流的特征和AUTBUS的逻辑通道的特征，实现TSN数据流与AUTBUS数据的逻辑通道之间的映射，从而实现TSN数据流与AUTBUS数据流之间的交互。

在本发明的一种可能实施方式中，所述DMA通道还用于在缓存所述TSN逻辑端口与AUTBUS模块间的交互数据时按照所述逻辑通道中AUTBUS总线通信资源的结构缓存数据，并根据缓存的数据在所述DMA通道的位置顺序发送。

由上，通过在DMA通道按照逻辑通道的结构缓存数据，并根据缓存的位置顺序发送数据，从而实现数据流在TSN网络与AUTBUS网络间的确定性实时转发。

在本发明的一种可能实施方式中，在所述数据映射表的设置过程中，所述TSN模块根据所述调度参数创建所述数据映射表，在所述数据映射表里添加所述TSN数据流的特征，并保存于所述DMA通道中；以及所述AUTUS模块还根据所述逻辑通道在所述数据映射表相应的表项添加所述逻辑通道的特征；以及当所述AUTBUS模块还用于在成功添加所述逻辑通道的特征后，通知所述TSN模块使能所述TSN逻辑端口。

由上，通过根据调度参数创建数据映射表，并根据逻辑通道在所述数据映射表相应的表项添加所述逻辑通道的特征，使数据映射表实现TSN数据流的特征与AUTBUS的逻辑通道的特征映射，从而使数据映射表用于TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射。

在本发明的一种可能实施方式中，所述AUTUS模块还用于当所述逻辑通道的通信资源变化时，在所述数据映射表相应的表项里更新所述逻辑通道的特征。

由上，在逻辑通道的通信资源变化后通过AUTBUS模块更新数据映射表，使调度到TSN逻辑端口的TSN数据流被正确映射为AUTBUS的数据流。

在本发明的一种可能实施方式中，所述逻辑通道上AUTBUS数据流与所述TSN逻辑端口上对应的TSN数据流的调度周期同步。

由上，通过逻辑通道上AUTBUS数据流述TSN逻辑端口上对应的TSN数据流的调度周期同步，实时AUTBUS数据流与TSN数据流之间实现确定性转发。

在本发明的一种可能实施方式中，所述TSN数据流的特征至少包括：目的MAC、VLANID和QOS；和/或所述逻辑通道的特征至少包括：通道ID、目的ID、源ID和优先级别，所述逻辑通道与AUTBUS的通信资源相关。

由上，通过TSN数据流的具体特征与AUTBUS的逻辑通道的具体特征实现TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射，特别TSN数据流的QoS与AUTBUS逻辑通道优先级别的映射或关联，同一数据流在TSN网络与AUTBUS网络之间实现基于相同QoS的转发。

在本发明的一种可能实施方式中，当所述AUTBUS模块实现AUTBUS终端节点功能时，所述AUTBUS模块还用于申请所述逻辑通道；当所述AUTBUS模块实现AUTBUS管理节点功能时，所述AUTBUS模块还用于创建所述逻辑通道，并根据调度参数为所述逻辑通道分配AUTBUS的通信资源。

由上，通过调度参数分配AUTBUS的通信资源，使逻辑通道能提供匹配TSN数据流转发所需的带宽，提高TSN与AUTBUS之间数据转发的确定性。

在本发明的一种可能实施方式中，在TSN网络向AUTBUS网络转发数据时，所述TSN模块具体用于把转发至AUTBUS网络的TSN数据流转发至所述TSN逻辑端口；所述DMA通道具体用于根据所述数据映射表把转发至AUTBUS网络的TSN数据流映射到对应的所述逻辑通道中，并封装成所述AUTBUS格式；所述AUTBUS模块具体用于通过所述AUTBUS端口向AUTBUS网络发送该封装后的数据。

由上，通过TSN逻辑端口与DMA通道实现TSN网络向AUTBUS网络数据转发的确定性。

在本发明的一种可能实施方式中，在AUTBUS网络向TSN网络转发数据时，所述AUTBUS模块具体用于从所述AUTBUS端口获取AUTBUS数据流；所述DMA通道具体用于根据所述数据映射表把所述AUTBUS数据流映射到对应的所述逻辑通道中，并封装成所述TSN格式；所述TSN模块具体用于通过所述TSN逻辑端口获取该封装后的数据，并通过所述TSN物理端口向TSN网络发送。

由上，通过TSN逻辑端口与DMA通道实现AUTBUS网络向TSN网络数据转发的确定性。

附图说明

图1为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置各实施例的应用场景的示意图；

图2A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构一的示意图；

图2B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构二的示意图；

图2C为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构示意图；

图3A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的结构一的示意图；

图3B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的结构二的示意图；

图4A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的DMA通道的结构示意图；

图4B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的数据映射表结构的示意图；

图5A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的创建TSN逻辑端口和数据映射表的一个流程示意图；

图5B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的创建TSN逻辑端口和数据映射表的又一个流程示意图；

图6A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的创建TSN逻辑端口和数据映射表流程中TSN装置与CNC交互过程示意图；

图6B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的创建TSN逻辑端口和数据映射表流程中TSN装置与CNC交互又一过程示意图；

图7为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的数据转发的流程示意图；

图8A为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN数据流与AUTBUS数据流同步示意图；

图8B为本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN数据流与AUTBUS数据流调度周期同步的示意图。

具体实施方式

在以下的介绍中，涉及到“一些实施例”，其介绍了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的介绍中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”或模块A、模块B、模块C等，仅用于区别类似的对象，或用于区别不同的实施例，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里介绍的本发明实施例能够以除了在这里图示或介绍的以外的顺序实施。

在以下的介绍中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了介绍本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

TSN、CoS和DSCP：TSN(Time Sensitive Networking)为时间敏感网络，在精确的时间同步基础上实现确定的数据传输。TSN的QoS至少包括下列之一：基于VLAN帧结构的CoS(Class of Service)和基于IP包头的DSCP(Differentiated Services Code Point)，在CoS包括当前TSN数据流的优先级别，在DSCP中包括当前TSN数据流的服务类别，不同的服务类别具有不同优先级别。

集中式网络控制器(CNC)：对TSN网络进行调度控制器，生成TSN网络中各个TSN数据流的调度参数，并下发至TSN装置。

AUTBUS、MN、TN：AUTBUS为一种采用两线非桥接媒介，具有多节点、高带宽、高实时、可远距离传输的工业现场总线，AUTBUS节点包括终端节点(TN)和管理节点(MN),AUTBUS节点组成的网络为AUTBUS网络。

下面结合附图介绍本发明各实施例。

首先结合图1介绍本发明的各装置实施例应用的场景。

图1示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置各实施例的应用场景。

图1中示出了一个TSN装置11和一个TSN装置12，TSN装置11和TSN装置12均为可以访问AUTBUS网络的TSN装置，不仅可以访问TSN网络，还可以访问AUTBUS网络。其中，TSN装置11通过以AUTBUS网络的MN节点方式访问AUTBUS网络，与相应的TN节点22交互数据；TSN装置12通过以AUTBUS网络的TN节点方式访问AUTBUS网络，与相应的TN节点22和/或相应的MN节点21交互数据。

图1示出的一个TSN装置11和一个TSN装置12为一种应用场景的示例，实际场景中可以包括若干个TSN装置11和/或若干个TSN装置12，也可以连接不包括MN节点功能或TN节点功能的其他TSN装置。

图1示出的两个AUTBUS网络为一种应用场景的示例，TSN装置11连接的AUTBUS网络还包括3个TN节点22，TSN装置12连接的AUTBUS网络还包括2个TN节点22和1个MN节点21，实际场景中可以包括任意数目的AUTBUS节点。需要注意的是，AUTBUS网络也可以同时连接若干个TSN装置11和一个TSN装置12。

各个TSN装置可以通过TSN网络进行通信。TSN装置11和TSN装置12均可以为TSN终端设备，也可以为TSN的交换机。

TSN网络可用于控制和管理AUTBUS网络，AUTBUS网络用于现场控制。TSN装置11和TSN装置12用于接收AUTBUS总线的控制信息并转发至AUTBUS网络，还用于采集AUTBUS网络各节点的状态信息转发至TSN网络用于生成AUTBUS总线的控制信息。

下面结合图2A至图2C介绍本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构。

在一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一中，在一个物理设备中配置时钟同步的TSN物理端口、TSN模块和AUTBUS模块，在TSN模块中创建TSN逻辑端口，在TSN逻辑端口与其他TSN端口之间直接复用原TSN网络的调度功能，且TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间进行数据交互，在AUTBUS模块中设置AUTBUS端口，实现AUTBUS模块与其他AUTBUS端口间数据进行数据交互，从而在原TSN网络和AUTBUS网络的结构均保持不变的情况下，实现TSN网络与AUTBUS网络之间相互低成本的访问。

图2A示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构一，该TSN装置为图1中的TSN装置11。

该TSN装置包括位于一个物理设备中的TSN物理端口110、TSN模块120和MN模块131，各模块时钟同步。其中，TSN模块120为执行TSN数据处理的TSN模块，MN模块131为执行AUTBUS网络MN节点功能的AUTBUS模块。

TSN物理端口110用于连接TSN网络，实现TSN装置11与TSN网络之间的数据交互。

MN模块131设置AUTBUS端口133，通过AUTBUS端口133实现TSN装置11与AUTBUS网络之间的数据交互，使AUTBUS网络保持不变。

MN模块131还实现AUTBUS网络的MN节点功能，MN节点为AUTBUS网络的管理节点，用于为AUTBUS网络的终端节点即TN节点进行通信资源的分配、调度和回收，逻辑通道的创建、更新和删除等。

TSN模块120用于根据调度参数创建TSN逻辑端口121，并实现TSN逻辑端口121与TSN物理端口110之间的数据交互，还实现TSN逻辑端口121与MN模块131之间的数据交互，该调度参数包括对转发至AUTBUS网络的TSN数据流的调度，为TSN网络的集成网络控制器(CNC)生成。

其中，TSN逻辑端口121作为一个TSN端口，使TSN网络可以复用原TSN网络中的TSN数据流处理功能和CNC的调度功能，从使原TSN网络保持不变，并通过TSN逻辑端口121与MN模块131之间的数据交互，实现低成本地实现TSN装置访问AUTBUS网络。

TSN逻辑端口121与MN模块131之间每次转发时还要进行TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射。在一些实施例中，TSN逻辑端口121的TSN数据流与MN模块131的AUTBUS数据流的映射在TSN模块120或MN模块131中均直接完成，在另一些实施例中通过增加其他模块实现。

在时钟同步的基础上，TSN逻辑端口121的TSN数据流与MN模块131的数据保持调度周期同步，实现TSN网络与AUTBUS网络之间确定性的转发。在一些实施例中，通过时钟中断实现调度周期同步。

图2B示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构二，该TSN装置为图1中的TSN装置12。

该TSN装置包括位于一个物理设备中的TSN物理端口110、TSN模块120和TN模块132，各模块时钟同步。其中，TN模块132执行AUTBUS网络MN节点功能的AUTBUS模块。

可以看出，在本例中TSN装置12中用TN模块132代替TSN装置11中的MN模块131，其他与TSN装置11相同，这里不再详述。

图2C示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构，其包括了本实施例的结构一和结构二，其原理参见本实施例的结构一和结构二的说明，这里不再详述。

综上，在一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一中，在一个物理设备中配置时钟同步的TSN物理端口、TSN模块和AUTBUS模块，在TSN模块中创建TSN逻辑端口，在TSN逻辑端口与其他TSN端口之间直接复用原TSN网络的调度功能，且TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间进行数据交互，在AUTBUS模块中设置AUTBUS端口，实现AUTBUS模块与其他AUTBUS端口间数据进行数据交互。本实施例对TSN网络影响较小，且TSN网络和AUTBUS网络的结构保持不变，低成本地实现TSN装置访问AUTBUS网络。

下面结合图3A至图8B介绍本发明的一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二。

一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二继承了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构，在TSN模块与AUTBUS模块之间增加时钟同步的DMA通道，基于数据映射的方式实现TSN模块与AUTBUS模块之间高速转发。一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二具有一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构一切优点，同时通过高速转发的DMA通道实现TSN网络与AUTBUS网络之间的确定性转发。

图3A示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的结构一，在本实施例中TSN装置中的AUTBUS模块为AUTBUS网络中的管理节点即MN节点。该TSN装置为图1中的TSN装置11。包括时钟同步的TSN物理端口110、TSN模块120、MN模块131和DMA通道140，且各模块位于一个物理设备中。其中，TSN模块120设置TSN逻辑端口121，MN模块131设置AUTBU端口133。

可以看出，对比于一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的结构一，一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的结构一增加了DMA通道140。下面重点介绍DMA通道140及其带来其他模块的相应的变化。

DMA通道140为TSN逻辑端口121与MN模块131之间提供缓存，且通过按照AUTBUS网络逻辑通道的结构缓存数据，实现TSN逻辑端口与MN模块131之间的数据高速传输。

其中，在AUTBUS网络中逻辑通道由AUTBUS的MN节点分配，对应于AUTBUS的物理层的通信资源，在本例中，逻辑通道为MN模块131分配。

图4A示出了DMA通道140的结构，图中每个方格对应于AUTBUS网络的物理层的一个通信资源，转发到AUTBUS网络的TSN数据流按照该数据流对应的逻辑通道中使用通信资源被缓存在不同方格中，以向AUTBUS网络发送。AUTBUS网络中基于不同逻辑通道承载的数据将在AUTBUS的网络节点收发处理时，数据会与该逻辑通道对应的缓存空间对应，然后按照缓存的数据在DMA通道的位置顺序发送。

图4A中还示出了两个逻辑通道Channel-1和channel-2的数据在DMA通道中缓存图，Channel-1的数据在图中被缓存了2次即被发送2次，channel-2的数据在图中被缓存了1次即在相同时间内被发送1次，表示Channel-1的数据对时延要求较高。

DMA通道140设置数据映射表，通过该数据映射表实现TSN逻辑端口121的TSN数据流与MN模块131的AUTBUS数据流之间的映射，从而把对应的数据缓存在对应的逻辑通道中，以按照确定时间发送。

图4B示出了数据映射表的表项内容，至少包括TSN数据流的特征和其对应的AUTBUS的逻辑通道的特征，数据映射表用于根据TSN数据流的特征对应的AUTBUS的逻辑通道的特征进行TSN数据与AUTBUS数据之间的映射。TSN数据流的特征至少包括：目的MAC(DA)、VLAN ID、QoS、协议种类(Protocol)，该QoS包括TSN数据流的CoS或DSCP；逻辑通道的特征至少包括：通道ID(ChannelID)、目的ID(DID)、源ID(SID)和优先级别(Priority)。根据数据映射表不仅实现TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射，还实现了TSN的QoS与AUTBUS的优先级别之间的映射，以实现TSN网络与AUTBUS之间的确定性转发。

在一些实施例中，数据映射表中的TSN数据流的特征还包括对应的TSN数据流的带宽(Bandwidth)和调度周期(Period)，该带宽和调度周期在CNC生成的调度参数中。

图3B示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的结构二。在本实施例中TSN装置中的AUTBUS模块为AUTBUS网络中的终端节点或从节点即TN节点。该TSN装置为图1中的TSN装置12。包括时钟同步的TSN物理端口110、TSN模块120、TN模块132和DMA通道140，且各模块位于一个物理设备中。其中，TSN模块120设置TSN逻辑端口121，TN模块132设置AUTBU端口133。

可以看出，在本例中TSN装置12用TN模块132代替TSN装置11中MN模块131，其他与TSN装置11相同，这里不再详述。

下面结合图5A至图6B介绍一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN逻辑端口和数据映射表的创建流程。

图5A示出了在TSN装置11中创建TSN逻辑端口121和数据映射表的流程，包括步骤S510至S540。

步骤S510：TSN模块120接收CNC下发的调度参数。

其中，所述调度参数包括对应流规则表或队列映射表，为CNC生成。

其中，该调度参数包括对调度至AUTBUS网络的TSN数据流的调度策略。

步骤S520：TSN模块120根据调度参数创建TSN逻辑端口121和数据映射表。

其中，TSN模块120设置有SDK接口，当调度参数中包括对调度至AUTBUS网络的TSN数据流调度时，调用该SDK接口创建TSN逻辑端口121和数据映射表，数据映射表的表项中包括TSN数据流的特征，详见图4B，这里不再详述。

其中，数据映射表保存到DMA通道140中，并通知MN模块131有转发至AUTBUS网络的数据。

步骤S530：MN模块131创建和分配逻辑通道，并在数据映射表的相应表项中增加逻辑通道的特征。

其中，MN模块131MN设置有SDK接口，当接收到TSN模块120的有转发至AUTBUS网络的数据的通知时，调用该SDK接口创建逻辑通道，并为逻辑通道分配对应的通信资源，同时在数据映射表的相应表项中增加逻辑通道的特征。

在一些实施例中，在分配对应的通信资源时，根据调度参数中带宽和调度周期来分配。

在一些实施例中，当分配对应的通信资源发生变化时，则更新在数据映射表的相应表项中逻辑通道的特征

其中，MN模块131根据创建逻辑通道在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征，详见图4B，这里不再详述。通过更新后的数据映射表，把TSN数据流的队列与逻辑通道对应起来。

其中，在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征时，在TSN数据流的QoS对应表项中更新逻辑通道的优先级别，从而使AUTBUS的数据流的调度策略与TSN数据流的调度策略对应，实现TSN数据流触发AUTBUS的数据流的调度，提高TSN数据流与AUTBUS的数据流之间的数据转发的确定性。

步骤S540：TSN模块120激活TSN逻辑端口121。

在一些实施例中，MN模块131在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征后，向TSN模块发送使能TSN逻辑端口121的通知，TSN模块120调用该SDK接口激活TSN逻辑端口121。在另一些实施例中，在步骤S520中创建TSN逻辑端口121时，TSN逻辑端口121处于激活状态，则不执行本步骤。

图5B示出了在创建TSN逻辑端口和数据映射表流程中一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN装置11与CNC交互过程。

其中，在CNC执行以下的动作:

(1)CNC接收TSN装置11发送的流创建需求，该流需求包括从其他TSN装置经过TSN装置11转发至AUTBUS网络的流需求，和/或包括AUTBUS网络向TSN网络发送数据的流需求。各个流需求包括TSN的流特征，图5B中示例包括DA、IP、DSCP和Protocol等。

(2)CNC为各个流需求创建流，并把创建流对应不同的队列(Queue)，每个队列包括若干个流。

(3)根据发送和接收的端口的带宽进行队列带宽配置，生成配置调度参数。

(4)调度参数下发至TSN装置11。

其中，TSN装置11执行的流程已经结合图5A介绍过，这里不再详述。

图6A示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二在TSN装置12中创建TSN逻辑端口121和数据映射表的流程，包括步骤S610至S660。

步骤S610：TSN模块120接收CNC下发的调度参数。

其中，本步骤的方法和优点同在TSN装置11中创建TSN逻辑端口121和数据映射表的流程的步骤S510，这里不在详述。

步骤S620：TSN模块120根据调度参数创建TSN逻辑端口121和数据映射表。

其中，本步骤的方法和优点同在TSN装置11中创建TSN逻辑端口121和数据映射表的流程的步骤S520，这里不在详述。存在不同的是，本步骤通知TN模块132有转发至AUTBUS网络的数据。

步骤S630：TN模块132向MN节点申请逻辑通道。

其中，该MN节点为图1中MN节点22，也可以是TSN装置11中MN模块131。

其中，TN模块132设置有SDK接口，该SDK接口向MN节点申请逻辑通道。

步骤S640：MN节点创建和分配逻辑通道。

其中，MN节点为TN模块132创建逻辑通道，并为该逻辑通道分配对应的通信资源。

其中，当MN节点为MN模块131时，通过调用设置的SDK接口创建逻辑通道，并为逻辑通道分配对应的通信资源，同时更新数据映射表。

步骤S650：TN模块132在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征。

其中，TN模块132设置有SDK接口，根据MN节点分配的逻辑通道在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征，详见图4B，这里不再详述。通过在数据映射表中对应的表项中添加逻辑通道的特征，把TSN数据流的队列与逻辑通道对应起来。

步骤S660：TSN模块120激活TSN逻辑端口121。

其中，TN模块132更新数据映射表向TSN模块120发送使能TSN逻辑端口121的通知，TSN模块120调用该SDK接口激活TSN逻辑端口121。

图6B示出了在创建TSN逻辑端口和数据映射表流程中一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN装置12与CNC交互过程。

其中，本流程中CNC执行的动作与在CNC与TSN装置11交互的流程中CNC执行的动作相同，这里不再详述。

其中，TSN装置12执行的流程已经结合图6A介绍过，这里不再详述。

在创建TSN逻辑端口和数据映射表且完成数据映射更新和TSN逻辑端口使能后，本例的TSN装置则可以进行TSN网络与AUTBUS网络之间的数据转发了。

下面结合图7介绍一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的数据转发流程，其包括从TSN网络向AUTBUS网络转发数据的第一流程和从AUTBUS网络向TSN网络转发数据的第二流程。

图1中TSN装置11和TSN装置12的转发流程相同，下面以TSN装置11为例进行描述。从TSN网络向AUTBUS网络转发数据的第一流程包括步骤S711至S751。

S711：TSN模块120接收TSN数据流。

其中，TSN模块120通过TSN物理端口110接收TSN数据流。

其中，当接收的TSN数据流中包括转发至AUTBUS网络的TSN数据流时，TSN模块根据调度参数把该TSN数据流转发到TSN逻辑端口121。

S721：DMA通道140缓存TSN数据流。

其中，DMA通道140根据数据映射表确定转发到TSN逻辑端口121的TSN数据流对应的逻辑通道的特征，接着根据逻辑通道的特征确定在DMA中对应的逻辑通道，然后把转发到TSN逻辑端口121的TSN数据流缓存到DMA通道140中对应的逻辑通道中。

S731：DMA通道140解析和处理TSN数据流。

其中，DMA通道对缓存的TSN数据流中数据进行解析和处理。把该缓存的数据分为正常和异常部分。

S741：MN模块131对正常的数据封装并转发至AUTBUS网络。

其中，MN模块131按照AUTBUS网络的帧结构进行封装，通过AUTBUS端口133转发至AUTBUS网络。

S751：MN模块131对异常的数据进行处理，包括丢弃或通过处理进行其他处理。

从AUTBUS网络向TSN网络转发数据的第二流程包括步骤S712至S752。

S712：MN模块131接收AUTBUS数据流。

其中，MN模块131通过AUTBUS端口133接收AUTBUS数据流。

S722：DMA通道缓存AUTBUS数据流。

其中，DMA通道140根据转发到TSN网络的AUTBUS数据流对应的逻辑通道的特征，把该AUTBUS数据流缓存到DMA通道140中对应的逻辑通道中。

S732：DMA通道140解析和处理AUTBUS数据流。

其中，DMA通道对缓存的AUTBUS数据流数据进行解析和处理。把该缓存的数据分为正常和异常部分。

S742：TSN模块120对正常的数据封装并转发至AUTBUS网络。

其中，TSN模块120通过TSN逻辑端口121对正常的数据按照TSN网络的帧结构进行封装，并根据调度参数转发至对应的TSN物理端口110，再通过该对应的TSN物理端口110转发至TSN网络。

S752：TSN模块120对异常的数据进行处理，包括丢弃或通过处理器进行处理。

本例的TSN装置则可以进行TSN网络与AUTBUS网络之间的数据转发时，每条TSN数据流在TSN网络中基于确定的时间完成转发，AUTBUS网络为了实现对TSN数据流的确定性转发，应也基于时间同步的前提下对TSN数据流也应基于确定的时间完成转发。

图8A示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN数据流与AUTBUS数据流同步方式。图中无论是从AUTBUS网络向TSN网络转发数据，还是从TSN网络向AUTBUS网络转发数据，AUTBUS数据流均与TSN数据流同步。

在本例中TSN模块、TSN逻辑端口、AUTBUS模块、DMA通道均时钟同步，且根据数据映射表数据映射表实现TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射，通过DMA通道140的高速转发，实现同步转发，即在确定的时间周期完成转发处理。

图8A中示出了3个时间周期Tn、Tn+1和Tn+2，在Tn和Tn+2有数据转发且实现同步转发。

图8B示出了一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二的TSN数据流与AUTBUS数据流根据数据映射表实现了调度周期同步。图中无论是TSN数据流还是AUTBUS数据流都根据数据映射表在DMA通道140中实现调度周期同步，即在确定的时间周期完成转发处理。

图8B中示出了在4个时间周期Tn、Tn+1、Tn+2和Tn+3内实现数据流1至数据流4的转发。以数据流4为例，在根据数据映射表不仅实现TSN数据流与AUTBUS数据流之间的映射，还实现了TSN的QoS与AUTBUS的优先级别(图8B中的Priority)之间的映射，以实现TSN网络与AUTBUS之间的确定性转发，即在一个周期内完成转发。

综上，一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例二在一种访问AUTBUS网络的TSN装置实施例一的TSN模块与AUTBUS模块之间增加时钟同步的DMA通道，在DMA通道中的逻辑通道中缓存数据，通过数据映射表实现TSN模块与AUTBUS模块之间高速转发，从而通过该TSN装置实现TSN网络与AUTBUS网络之间的确定性转发。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明保护范畴。

Claims (9)

1.一种访问AUTBUS网络的TSN装置，其特征在于，包括：时钟同步的TSN物理端口、TSN模块、AUTBUS模块和DMA通道；

所述TSN物理端口用于实现所述TSN装置与TSN网络之间数据交互；

所述AUTBUS模块设置AUTBUS端口，通过该AUTBUS端口实现所述TSN装置与AUTBUS网络之间的数据交互；

所述TSN模块用于根据调度参数创建TSN逻辑端口，并实现所述TSN逻辑端口与所述TSN物理端口之间的数据交互，还用于实现所述TSN逻辑端口与所述AUTBUS模块之间的数据交互，所述调度参数用于对转发至所述AUTBUS模块的TSN数据流的调度；

所述DMA通道用于缓存所述TSN逻辑端口与所述AUTBUS模块之间交互的数据；在所述DMA通道中设置数据映射表，用于根据TSN数据流的特征与AUTBUS逻辑通道的特征之间对应关系，实现所述TSN逻辑端口的TSN数据流与所述AUTBUS模块的AUTBUS数据流之间的映射。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述DMA通道在缓存所述TSN逻辑端口与AUTBUS模块之间的交互数据时，按照所述逻辑通道中AUTBUS总线通信资源的结构缓存数据，并根据缓存的数据在所述DMA通道的位置顺序发送缓存的数据。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，在所述数据映射表的设置过程中，

所述TSN模块根据所述调度参数创建所述数据映射表，在所述数据映射表里添加所述TSN数据流的特征，并保存于所述DMA通道中；以及

所述AUTUS模块根据所述逻辑通道在所述数据映射表相应的表项添加所述逻辑通道的特征；以及

当所述AUTBUS模块还用于在成功添加所述逻辑通道的特征后，通知所述TSN模块使能所述TSN逻辑端口。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述AUTUS模块还用于当所述逻辑通道的通信资源变化时，在所述数据映射表相应的表项里更新所述逻辑通道的特征。

5.根据权利要求1至4任一所述装置，其特征在于，所述逻辑通道上AUTBUS数据流与所述TSN逻辑端口上对应的TSN数据流的调度周期同步。

6.根据权利要求1至4任一所述装置，其特征在于，所述TSN数据流的特征至少包括：目的MAC、VLANID和QOS；和/或

所述逻辑通道的特征至少包括：通道ID、目的ID、源ID和优先级别，所述逻辑通道与AUTBUS的通信资源相关。

7.根据权利要求3至4任一所述装置，其特征在于，

当所述AUTBUS模块实现AUTBUS终端节点功能时，所述AUTBUS模块还用于申请所述逻辑通道；

当所述AUTBUS模块实现AUTBUS管理节点功能时，所述AUTBUS模块还用于创建所述逻辑通道，并根据所述调度参数为所述逻辑通道分配AUTBUS的通信资源。

8.根据权利要求1至4任一所述装置，其特征在于，在TSN网络向AUTBUS网络转发数据时，

所述TSN模块具体用于把转发至AUTBUS网络的TSN数据流转发至所述TSN逻辑端口；

所述DMA通道具体用于根据所述数据映射表把转发至AUTBUS网络的TSN数据流映射到对应的所述逻辑通道中，并通过解析区分出正常数据和异常数据；

所述AUTBUS模块具体用于把所述正常数据封装成所述AUTBUS格式，并通过所述AUTBUS端口向AUTBUS网络发送该封装后的数据。

9.根据权利要求1至4任一所述装置，其特征在于，在AUTBUS网络向TSN网络转发数据时，

所述AUTBUS模块具体用于从所述AUTBUS端口获取AUTBUS数据流；

所述DMA通道具体用于根据所述数据映射表把所述AUTBUS数据流映射到对应的所述逻辑通道中，并通过解析区分出正常数据和异常数据；

所述TSN模块具体用于把所述正常数据封装成TSN格式，通过所述TSN逻辑端口获取该封装后的数据，并通过所述TSN物理端口向TSN网络发送。