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車載以太網AVB流整形技術CBS小課堂

上一期(3月14日小文章:車載以太網時間分析原來可以這么簡單)我們簡單的介紹了RTaW這個車載網絡時間分析軟件,今天我們繼續我們的小課堂~介紹一下RTaW是如何根據我們的要求來生成AVB中CBS整形所需要的參數的。

 

小編:

在開課之前,讓我們先來簡單了解一下,AVB這個新技術到底是什么樣的呢~

 

我們知道,以太網區別于傳統網絡的其中一點就是它是一個交換式網絡,在我們進行以太網通信系統的設計過程中,報文的傳輸延遲由線路的傳輸延遲以及交換機的轉發延遲兩個部分組成的。如圖一所示,在一個交換機內部,如果恰好來自1.2兩個端口的兩組數據A和B都要向3端口轉發,那么我們可以想象的到,這兩組數據在端口3就會發生碰撞,最終的結果如果是數據A先被轉發,那么數據B就會因為等待數據A轉發而花費額外的時間,反之亦然。這就會造成我們通信系統中的報文延遲大大增加(圖二)。想象一下,如果我們的數據B優先級特別低,亦或是高優先級的數據A一直在持續的發送中,那么最壞可能出現的情況,就是我們的數據B憋死在了交換機里,轉發不出去了。

 

為了應對這一情況可采用AVB中的流整形CBS技術。CBS:Credit-based shaper是一個基于信用值的流整形技術。

 

小編:

那什么是信用值呢?讓我們出發,一起來看看它在流整形中的作用。

 

在一個AVB網絡中,每一個使用CBS整形技術的隊列都會對應一個credit,也就是信用值。當有多個報文向同一個端口進行轉發時,等待發送的報文相應隊列的信用值就會按照一定的斜率開始上升(圖三)。

 

我們可以看到,FrameA對應的信用值在它等待發送的過程中逐漸上升,在到達hiCredit后會一直保持,直到它獲得了發送的機會。那么,在多條隊列發送的過程中,每一個隊列都有一個自己的信用值隨著發送和等待這兩個不同的狀態上升或下降。在每個報文發送完成后,當前信用值為正的隊列中優先級最高的隊列就會得到新的發送機會,以此類推。

 

小編:

從上面的簡單小介紹里我們學習了在AVB網絡中,CBS是如何運作并影響隊列發送的。

 

可以發現,每個隊列信用值上升的斜率(即Idle slope)就是保證我們系統在整形后是否可以滿足我們功能需求的關鍵。可是在通信系統的設計中,流類數據乃至整個網絡上的各類報文交互是非常復雜的,如果是采用手工計算的方式去計算和優化整個系統各個隊列對應的合理Idle slope無疑是一個海量且不易驗證結果的工作。

 

小編:

不要著急,這時候就請出我們的時間分析軟件RTaW。它可以輕松的幫助我們完成這一工作。

 

根據用戶的輸入以及具體的功能端延遲需求。我們使用軟件自帶的Design功能中的CBS選項,只用了2S我們就得到了一個簡單系統中針對每條隊列的Idle slope(圖四),同時軟件會將每條隊列對應的Idle slope清楚的展示給我們以便我們對實際交換機進行配置(圖五)。

RTaW能完成的功能當然不止這些,除了最基本的對網絡整體報文的延遲仿真與Buffer用量統計外,對于更前沿的TSN技術它也能給出很好的分析結果和優化建議,利用RTaW軟件我們亦可以快速的得到對應每個交換機端口的TAS(Time aware shaper)門開關表。

 

小編:

好了,以上就是今天小編為您帶來的車載以太網AVB流整形技術CBS小課堂全部內容啦!

如果您覺得課堂上講的還是不夠,想再深入了解下,可以通過以下方式聯系我們呦~

 

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