作者：qj ? ?
【嵌牛導(dǎo)讀】：近年來酥夭，實時網(wǎng)絡(luò)傳輸需求給實時網(wǎng)絡(luò)帶來了新的需求和挑戰(zhàn)隆豹，成為各國工業(yè)界研究的熱點問題。在激烈的競爭中時間觸發(fā)以太網(wǎng)脫穎而出爹耗，其將時間觸發(fā)技術(shù)的確定性奔滑、容錯機制和實時性能同普通以太網(wǎng)的靈活性艾岂、動態(tài)性能以及“盡力而為”相結(jié)合，為同步的朋其、高度可靠嵌入式計算與網(wǎng)絡(luò)王浴、容錯設(shè)計提供支持。
【嵌牛鼻子】：傳統(tǒng)以太網(wǎng)梅猿；TTE氓辣；事件觸發(fā)；事件觸發(fā)袱蚓。
【嵌牛提問】：TTE相比傳統(tǒng)以太網(wǎng)的區(qū)別是什么蚓曼？特點是什么粮呢？事件觸發(fā)和事件觸發(fā)有何不同寞冯？TTE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀有哪些遵堵？各自特點？TTE與汽車颖低？
【嵌牛正文】：
1.TTE簡介
（1）定義：
TTE=傳統(tǒng)以太網(wǎng)+時鐘同步+時間觸發(fā)通信+速率受約傳輸+保證傳輸
TTE 將時間觸發(fā)傳輸?shù)膶崟r性絮吵、確定性、容錯能力等特點與傳統(tǒng)以太網(wǎng)“盡投遞”的靈活性忱屑、動態(tài)性等特點相結(jié)合蹬敲，可支持各種不同類型的應(yīng)用業(yè)務(wù)。
（2）特點：
A.TTE與IEEE以太網(wǎng)802.3協(xié)議完全兼容莺戒，能夠使各種不同類型的應(yīng)用業(yè)務(wù)在同一個網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)無縫連接伴嗡，如個人PC機、網(wǎng)站从铲、多媒體系統(tǒng)均使用相同網(wǎng)絡(luò)瘪校。
B.適用各種帶寬速率網(wǎng)絡(luò)。TTE在TDMA機制上采用時間觸發(fā)機制和事件觸發(fā)機制并存食店，能充分利用帶寬以提高通信網(wǎng)絡(luò)的效率渣淤。它能高效的應(yīng)用于10Mbit/s赏寇， 100Mbit/s等各種帶寬網(wǎng)絡(luò)吉嫩。
C.TTE具備容錯機制价认，可限制個別端系統(tǒng)的錯誤在整個網(wǎng)絡(luò)的蔓延并防止黑客對系統(tǒng)資源的非法訪問。
D.TTE具有系統(tǒng)可擴展性自娩，當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)因功能需要而擴展時用踩，已有的電子應(yīng)用無需做出任何改變。
E.TTE 可用于安全優(yōu)先的載錯運行應(yīng)用忙迁，即系統(tǒng)在有錯誤出現(xiàn)時仍可保持全功能運行脐彩。如TTE的時間同步服務(wù)，冷啟動服務(wù)姊扔，團集檢測和恢復(fù)服務(wù)等惠奸。
2.TTE的數(shù)據(jù)傳輸與交換
2.1時間觸發(fā)vs 事件觸發(fā)
交通運輸
? 汽車，出租車是事件觸發(fā)優(yōu)點: 靈活
? 公交車恰梢，火車是時間觸發(fā)優(yōu)點: 可預(yù)知
1)事件觸發(fā)（Events Trigger佛南，ET）系統(tǒng):事件（發(fā)送消息或任務(wù)執(zhí)行）的開始是沒有特殊時序的，且事件可能來自系統(tǒng)內(nèi)或外部嵌言。是一個物理隔離的確定系統(tǒng)嗅回，控制信號依照一個安排好的時序依次產(chǎn)生。
2）時間觸發(fā)（Time Trigger摧茴，TT）系統(tǒng):事件是按照在分布式系統(tǒng)內(nèi)部的某個時序依次發(fā)生的绵载。環(huán)境的不可預(yù)測性將帶來系統(tǒng)的不確定性，其控制信號的產(chǎn)生在時間上不可預(yù)測苛白。
2.2 TTE 網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)
正面的層次結(jié)構(gòu)是協(xié)議層次結(jié)構(gòu)娃豹，側(cè)面的是TTE 服務(wù)控制
以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3
IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)位于ISO / OSI參考模型的最低層，TTEthernet執(zhí)行服務(wù)在數(shù)據(jù)鏈路層购裙，不加修改地使用所有IEEE802.3服務(wù)
2.3 TTE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流
TTE 提供三種不同的數(shù)據(jù)幀：
事件觸發(fā)time-triggered(TT)traffic：將自己的本地時鐘與網(wǎng)絡(luò)中其他時間觸發(fā)通信控制器的本地時鐘同步得到全局時間基懂版。
速率受限r(nóng)ate-constrained(RC)traffic：通過建立最大化帶寬利用的周期通信來保證在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中有限的傳輸時延。
盡力投遞best-effort(BE)traffic：傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸業(yè)務(wù)類型缓窜。系統(tǒng)不保證其傳輸時延定续、抖動，甚至不保證幀一定能夠被投遞到接收端禾锤。
2.4TTE 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
TTE 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件主要包括：時間觸發(fā)以太網(wǎng)交換機（CM）私股、時間觸發(fā)以太網(wǎng)控制器終端（SM）和時間觸發(fā)以太網(wǎng)客戶終端（SC）及物理鏈路。
CM：時鐘同步的決策者恩掷，整合SM 發(fā)送的同步幀倡鲸，并把整合的結(jié)果發(fā)送給 SM
和SC，建立網(wǎng)絡(luò)同步并在同步基礎(chǔ)上進行流量控制黄娘。CM 具有整合功能峭状、時鐘同
步功能克滴、余度容錯功能、流量控制功能优床。
SM：時鐘同步的發(fā)起者劝赔，接收CM 整合后的同步幀做時鐘同步，并在同步基礎(chǔ)上進行流量控制胆敞。SM 具有時鐘同步功能着帽、余度容錯功能、流量控制功能移层。
SC：時鐘同步的參與者仍翰，被動接收CM 整合后的同步幀做時鐘同步，并在同步基礎(chǔ)上進行流量控制观话。SC 具有時鐘同步功能予借、余度容錯功能、流量控制功能频蛔。
為了提高系統(tǒng)的可靠性灵迫，常采用雙冗余甚至多冗余的結(jié)構(gòu)，以防止單個網(wǎng)絡(luò)中心交換機故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)失敗帽驯。
2.5網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件余度容錯機制
（1）沉默故障模型：系統(tǒng)中某個設(shè)備出現(xiàn)故障龟再，停止輸出數(shù)據(jù)。設(shè)備正常發(fā)送/接收了A尼变、B消息利凑，隨后設(shè)備發(fā)生沉默故障，導(dǎo)致后面的C嫌术、D哀澈、E、F幀無法正常發(fā)送/接收度气。使用TTE協(xié)議中的同步/異步集群檢測解決割按，一旦集群檢測成功，就重新開始建立同步磷籍。
（2）遺漏故障模型：存在遺漏故障的設(shè)備在某個隨機的時刻將無法發(fā)送或接收隨機數(shù)量的幀适荣。正常發(fā)送/接收了A、C院领、F消息弛矛，而B、D比然、E消息無法正常發(fā)送/接收丈氓。可以通過多重冗余機制預(yù)防。
（3）隨機故障模型：一個設(shè)備發(fā)生錯誤万俗，在任意時刻發(fā)送隨機信息至網(wǎng)絡(luò)中湾笛。隨機地在任何時間出現(xiàn)沉默和遺漏故障，以及發(fā)送幀的誤傳闰歪。比如幀A 的遺漏或誤傳為 X嚎研，幀 B 的遺漏或誤傳為 Y，幀 D 的遺漏或誤傳為 K 等课竣。針對隨機故障模型可以使用語義控制予以解決嘉赎，輔助工具是令牌桶控制置媳。
網(wǎng)絡(luò)容錯機制
1）超時監(jiān)視技術(shù)
2）速率限制技術(shù)
3）多通道技術(shù)
2.6 TTE 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換
通過TTE交換機完成
TTE 交換機功能如下：（為保證TTE 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)正確于樟、實時交換)
1)對ET 消息和 TT 消息的分類
2)對TT 消息的傳輸引入恒定的時延
3)節(jié)省存儲（ Memory Saved） 的 TT 交換路徑
4)支持 TT 消息對 ET 消息的搶占
5) 對被打斷的 ET 消息的重傳
6) 以以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)處理 ET 消息
3.應(yīng)用
（1）綠色能源和TTTech
?除了風(fēng)能以外，智能電網(wǎng)（尤其是變電站自動化）正越來越引起人們的關(guān)注拇囊；
? 可再生能源（太陽能迂曲，風(fēng)能等），功率分配及智能電網(wǎng)自動化是TTTech發(fā)展的大趨勢寥袭。
（2）Audi and TTTech
Audi A8, A7 and A6:
TTTech 安全軟件平臺–為受到嚴(yán)格成本控制的大批量生產(chǎn)提供質(zhì)量保證路捧。
（3）汽車和TTTech
? TTEthernet具有高擴展性，高速通信的能力以滿足未來自動駕駛的能力传黄，目前正在與BMW杰扫，HMC，GM膘掰，Audi等合作章姓，計劃在2017年生產(chǎn)出商用自動駕駛車輛
? TTTEthernet通信中極低延時的優(yōu)點，使其作為汽車的主干網(wǎng)絡(luò)成為可能
? TTEthernet的高容錯的特點识埋，以及冗余的架構(gòu)凡伊，為更加智能的汽車提供幾家的安全的保障
? TTEthernet與TI的戰(zhàn)略聯(lián)盟為其大規(guī)模商業(yè)化使用提供支撐
? TTEthernet支持多種通信方式，使其與現(xiàn)存成熟技術(shù)有機的結(jié)合在一起
