tsn 芯片（tsm芯片）

电子爱好者网报道（文/周开阳）工业互联网作为新一代信息通信技术与工业经济深度融合的基础设施，是实现人、机器、系统和OTIT互联的关键要素。当前工业业务中复杂的运动控制、控制器通信、移动机器人、海量传感器连接等已经对时延、抖动和传输时间提出了极高的要求。工业数字孪生和工业增强现实等新业务的要求甚至更高。再次将这些要求加倍。

因此，在以太网主导工业互联网连接方式的前提下，TSN（时间敏感网络）技术被提出。该技术基于标准以太网架构，具有精确的时钟同步能力、确定性的流量调度能力、智能开放的运营能力。维护管理架构已成为工业互联网首选网络技术之一。为此，过去专注于开发标准以太网芯片的厂商近年来也纷纷转向TSN技术，推出相关的TSN工业以太网芯片。瑞萨

考虑到传统网络设备不支持TSN技术，包括终端、网关等，需要更新，这将对现有系统的迭代造成相当大的成本挑战。为了解决在不对系统进行重大改动的情况下将TSN 工业以太网添加到现有系统的问题，瑞萨电子推出了适用于工业以太网通信和TSN 的RZ/N2L 微处理器。

RZ/N2L MPU/瑞萨

作为RZ系列的高端产品，该MPU基于ArmCortex-R52。它不仅配备了支持TSN的三端口千兆以太网交换机，还配备了EtherCAT从控制器，并支持PROFINET和OPC UA等主要工业以太网协议。

这些实时协议由ArmCortex-R52 管理。在400MHz主频和超大片上存储器的支持下，网络处理可以直接独立于应用CPU进行。再加上直接连接主机CPU的高速接口，无需修改现有应用软件即可实现对TSN的支持。

借助RZ/N2L，客户可以快速为现有工业设备提供TSN支持。瑞萨还基于工业市场流行的RZ/N2L构建了邮票式MPU模块系统。客户可以围绕这个经过验证的系统构建外围设备，从而降低TTM、开发成本和风险。微芯片

针对更复杂的交换需求，Microchip还推出了TSN以太网交换机IC LAN9668，工业版本为LAN9668-I/9MX。该交换机采用ArmCortex-A7 CPU子系统，集成了两个10/100/1000BASE-T PHY和一个600MHz，并具有8个以太网端口。

LAN9668 开关IC/Microchip

此前，Microchip还发布了支持TSN的四端口以太网PHY收发器LAN8814。与LAN9668结合，可以实现定时、流量保持、保护和管理等一系列功能。在支持单一、可扩展的TSN 芯片组标准的同时，它提供最低的延迟和端到端通信流量传输，从而减少开发时间和成本。

同时，Microchip还提供Linux应用软件IStaX VSC6817SDK。开发人员可以使用GUI、CLI、SNMP和JSON RPC来管理以太网交换机。除了支持QCL 和ACL 等高级L2 交换功能以及IEEE 1588 中的各种TSN 功能外。

虽然目前TSN相关芯片的供应主要由海外厂商主导，但实际上这不仅限于TSN网络芯片，还包括整个以太网芯片市场。但近期，国内厂商也开始发力。例如，为了发展国产时敏网络技术，选择国内优质的TSN供应商，加快该技术的普及实施，2020年，中国信息通信研究院牵头国内30多家行业、学术界和研究单位联合推出《时间敏感网络（TSN）产业链目录》，目录包括芯片模块、交换机、网关、终端设备、控制器等多种TSN设备。

东土科技

去年8月，东土科技的KD6530芯片还通过了《时间敏感网络（TSN）产业链目录计划》中的芯片模块测试，成为首个进入该目录的TSN芯片。 TSN交换芯片，流程自主可控。 KD6530选择双核ARC HS48FS CPU设计，最高主频1GHz，交换容量32G。

KD6530 TSN通用转发芯片/东土科技

KD6530提供1个集成PHY的100Base-TX接口、12个SGMII/1000Base-X接口、2个10GBase-X接口、6个CAN2.0/FD接口和6个LIN接口，最高支持1.6G速率。由于KD6530支持TSN中的IEEE 802.1AS协议、IEEE 802.1Qbv和Qbu协议，因此可以提供误差范围为100ns的高精度时间同步。关键数据可以保证s级延迟和ns级抖动。

基于该芯片，东土科技打造了TSN交换机、时钟源、控制器等产品。据了解，该芯片已应用于压铸锌合金智能研磨抛光设备，实现两台高精度ODG六关节机器人的实时控制。在东土科技提供的KD6530解决方案下，该应用实现了极低延迟和抖动的确定性服务。

坤高欣欣

国内另一家专门从事网络芯片研发的公司昆高新芯也投资了TSN网络芯片的研发。从其官网的产品信息来看，在工业TSN网络芯片方面，坤高新芯目前拥有TSN交换芯片KG65XXI系列和KG5XXXI系列。

KG65XXI内置4个RISC-V核心CPU，可与外部CPU配合使用，支持常规的L2和L3交换功能，以及TSN/AVB功能。不过，该芯片的具体规格尚未确定，例如1G和10G接口数量等。

KG5XXXI TSN网关芯片系列同样采用4个RISC-V核心CPU设计，可接入70个节点。 KG5XXXI支持三种主流工业以太网协议栈：Ethernet/IP、ETHERCAT、PROFINET，同时还提供对CAN、RS485、FF、HARP-IP、MODBUS的支持。

从上次融资披露的信息来看，坤高新芯已实现TSN交换芯片成功流片和测试，即将进入量产阶段，并与汽车厂商、工业互联网厂商等客户建立了合作关系。坤高新芯网络芯片的一个值得关注的特点是，其宣称其芯片产品内置国密安全算法，核心IP拥有自主知识产权，是彻头彻尾的“中国芯”产品。

写在最后

对于工业互联网来说，TSN以太网可以说是工业4.0和IIoT的发射器，也提供了从云端到工厂垂直整合的可能性。与此同时，随着5G在工业网络的部署加速，5G+TSN的融合也被提上日程。无论是拼接、分段还是桥接，都将进一步加速TSN在工业互联网上的灵活实施。

此外，TSN带来的确定性和鲁棒性优势也为工厂外的网络环境提供了足够的吸引力，例如车载网络、铁路网络、电网网络等，这些环境对通信质量和安全性有很高的要求。与智能工厂一样，它们也是当今TSN 技术的主要焦点。