前言

時效性網路 (Time-Sensitive Networking, TSN)，這是一種針對工業控制應用而開發出來的乙太網路標準，Intel 的即時技術支援需要在網路裝置內部以及網路裝置之間進行高度協調的全新解決方案。支援 Intel® Time Coordinated Computing（Intel® TCC）的處理器為即時應用程式提供最佳運算與時間效能。這些處理器採用 IEEE 802.1 時效性網路（TSN）的整合式或獨立乙太網路控制器，可為複雜的即時系統提供動能。

   • 優先即時工作負載存取快取、記憶體和網路

   • 將其他工作負載的干擾降到最低

   • 針對即時與非即時工作負載優化效能

   • 支援原生與虛擬化環境中的可用性

 

主要使用案例以及範例

 

工業:工廠自動化

 

工業: PLC和運動控制

 

為什麼需要 TSN？

 

   • 更安全且更可靠的資料傳遞

   • 資料傳輸的順暢延遲

   • 聚合式網路可節省營運成本

   • 簡化系統組態與操作

   • 開放生態系統

 

平臺功能

   • 整合式乙太網路 TSN 控制器遞

   • 實現超可靠的低延遲通訊 （Ultra-Reliable and Low Latency Communications ，簡稱：URLLC） 機器對機器通訊，速度最高可達 2.5Gbps/埠

   • 支援單一網路中硬即時(TSN)營運技術 （OT） 與軟即時(TCC)資訊技術流量的共存，進而降低基礎架構成本

   • 透過整合式乙太網路控制器簡化主機板設計;減少耗電量、更小的外型規格、節省材料成本

   • 使用開放標準參考軟體簡化軟體發展

 

支援的乙太網路 TSN 標準

   • IEEE 802.1AS 通用精確時間通訊協定

   • IEEE 802.1Qbv 時間感知形狀器

   • IEEE 802.1Qav 信用型的 Shaper

   • IEEE 802.1Qbu 框架搶先

 

Intel^® TCC關鍵元件

   • 時序同步提供硬體功能，旨在實現精確的時間同步，並消除作業系統對軟體同步和相關不利影響的需求。 協調 CPU、PCIe、網路、音訊等個別 IP 模組中的各種頻率。

   • 時效性提供硬體功能，可支援將資料封包從一個 IP 區塊到另一個IP區塊的延遲最小化。為即時應用程式分配關鍵資源，如：高速緩存、優先化 I/O、PCIe流量…等。

 

Intel^® TCC與 Intel^® TCC Tools的優勢：

   • 在運算節點內啟用可靠的最壞情況執行時間 （Worst-case Execution Time ：簡稱WCET） I/O。

   • 透過簡單的調校，加快上市時間並降低總持有成本。

   • 將關鍵時間與非時間有限的應用程式匯總到單一主機板上，將效率最大化。

 

Intel^® TCC軟體啟用

沒有「一個適合所有應用」的解決方案。在選擇適用於物聯網 Intel 處理器的合適增強功能後，以下步驟為建議的順序，客戶應套用 Intel 作為即時產品的一部分提供各種「調校」功能：

   • 利用我們的主機板支援套件 （BSP） 進行即時優化

   • 在 BIOS 中啟用Intel TCC Mode

   • 利用Intel TCC Tools進行最精細的即時微調，或在即時效能、功耗和一般運算效能之間取得平衡

 

 

支援TCC/TSN處理器陣容

Intel 平台：

   • Elkhart Lake：x6427FE , x6425RE , x6414RE , x6212RE , x6200FE

• Tiger Lake-H：W-11865MRE, W-11865MLE, W-11555MRE, W-11555MLE, W-11155MRE, W-11155MLE

   • Tiger Lake-UP3：i7-1185GRE , i5-1145GRE , i3-1115GRE

   • Alder Lake-S：i9-12900E , i7-12700E, i5-12500E, i3-12100E

   • Ice Lake-D：D-2752TER, D-1746TER, D-1735TR, D-1715TER, D-1712TR

Intel 網路晶片：I225LM / I225IT

Intel 無線網卡：AX210
Intel針對邊緣即時控制有相對應的認證機制，稱作「邊緣軟體設備認證在工業邊緣裝置」簡稱「ESDQ-ECI」通過該軟件測試的設計，即可實現即時性以及高可靠性運算。

 

實際POC Demo範例

準備作業清單：
硬體：2 Sets of below (CRB/RVP/ or Customer Boards)
Intel平台： 2 * EHL/TGL/ADL-S (Built-in Integrated MAC controller or i225/I226)
軟體：Yocto BKC (Select one of below for your platform)
EHL: 619566 & 732903
TGL-U: 635120 & 646531
ADL-S: 637079 & 637080
Testing Preparation: #616446 Chapter 1.5 Prerequisites

平衡球平台演示套件 + 英特爾即時技術

 

實際演示ACROME TSN (即時) vs non-TSN (非即時)
工作 Non-TSN (非即時，容易碰到邊牆)

 

Work with TSN (即時，不碰邊牆)

 

結論

期望此篇的完整內容資訊說明能夠幫助大家更具體的認識邊緣即時技術, Intel提供即時產品支援全新解決方案, 如果需要更多相關技術資訊和相關的應用領域問題, 可進一步洽詢我們直接取得進一步聯繫協助。

 

參考網址：

https://www.intel.com.tw/content/www/tw/zh/collections/topics/iot/real-time.html
https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/edge-software-device-qualification-eci.html
https://acrome.net/

 

＊請聯繫我們取得Intel 產品資訊與產品設計支援協助: CBGIntelFAE@synnex.com.tw