1. 概述
TSN（Time-Sensitive Networking，時間敏感網絡）作為新一代汽車以太網的核心技術，通過引入高精度時間同步與流量調度機制，成為承載關鍵業務的基礎。然而，如何在架構設計、系統集成及實車驗證階段，精準評估 TSN 網絡的時間行為與通信負載，是 OEM 與 Tier 1 面臨的關鍵工程難題。
作為德國 TSN Systems 公司在中國的獨家合作伙伴，北匯信息提供覆蓋從部件級、系統級及實車級的全鏈路 TSN 測試解決方案。依托深厚的技術積淀，我們提供專業的TSN測試工具鏈，幫助客戶確保車載網絡在高確定性、高帶寬環境下的確定性通信能力，為下一代智能網聯汽車的研發驗證提供堅實的技術支撐。
2. 北匯專業 TSN 測試工具鏈
北匯信息提供的工具鏈劃分為核心版（CoreSolution）與基礎版（BasicSolution），滿足從復雜系統仿真到基礎協議分析的不同需求。
2.1 核心版方案：TSN CoreSolution
TSN CoreSolution 是針對時間關鍵型網絡設計的全面解決方案，包含了一整套專業的測試工具集。它深度結合了高性能硬件（TSN Box 系列）和專業軟件（TSN Tools），為不同帶寬與應用場景提供針對性支持。
TSN CoreSolution 支持開放的 API 接口，允許用戶將其集成到自動化測試環境中，通過腳本實現對硬件資源的遠程控制與狀態監測。
2.1.1 TSN CoreSolution 3.2
側重于高集成度與多總線測試，是目前主流車載以太網TSN標準測試設備。該工具通過硬件設備 TSN Box 結合分析軟件 TSN Tools，提供覆蓋測量、分析、仿真及測試的全方位能力。
● 硬件接口與配置：
○ 固定接口： RJ45（用于 HostPC 配置）、多路 GPIO（輸入/輸出）、BNC 及 SMA 接口（用于設備時間同步及 PPS 信號捕捉/輸出）、DB9（支持 2 路 CAN/CANFD）。
○ 以太網接口：4個100BASE-T1，4個100/1000BASE-T1（可選配Tx），1個10BASE-T1S接口。
○ 音頻接口：可選模擬（3.5mm）或數字音頻接口，支持最高 16 路 ADAT 或 4 路 S/PDIF 信號。
● 全協議仿真與監控：
○ 仿真能力：支持 gPTP (802.1AS)、Qbv、IEEE 1722/1733 (AVB)、CAN/CANFD 的節點仿真，可作為 GM (Grandmaster) 或 Slave 運行。
○ 監控能力：支持 Qav (CBS)、Qbv (TAS)、Qbu (幀搶占)、CB (冗余)、Qci (流過濾) 以及 AS 時間同步監測。
● 核心應用場景：
○ 時間同步測試：支持通過 PPS、Reverse Sync 方式測量時間同步偏差；支持模擬 GM 時鐘跳變以觀察 Slave 的同步收斂情況。
○ 多時鐘域仿真：支持 AS-2020 多時鐘域節點仿真，可同時在不同 DomainNumber 下運行 PTP 實例。
○ 數據傳輸分析：精確測量數據包時延（Latency）、抖動（Jitter）及鏈路帶寬，支持通過弦圖（Chord Diagram）分析復雜的數據流向。
○ 音視頻驗證：仿真音頻 Talker/Listener，實現 AVTP 協議驗證及原始 PCM 音頻數據的提取與分析。
2.1.2 TSN CoreSolution 3.2 Industrial
功能與TSN Coresolution3.2一致，端口類型全部更換為Tx。
2.1.3 TSN CoreSolution 3.2 A2B
基本功能與TSN Coresolution3.2一致，新增A2B接口，支持A2B數據采集。
2.1.4 TSN CoreSolution 4.0
TSN CoreSolution 4.0 作為 TSN CoreSolution 3.2 的平行產品，由硬件 TSN Box 4 與軟件 TSN Tools 組成，在全新的硬件平臺下更適于多鏈路網絡系統驗證與測試，可與 TSN CoreSolution 3.2 組合使用搭建更加完善的測試環境。
● 模塊化架構：
○ 3 個硬件插件槽：機箱前端具備 3 個 modular 插槽，支持用戶根據測試需求組合不同類型的網絡接口卡，提供靈活的配置方案。
○ 高密度接口選擇：支持多達 36 個 100/1000BASE-T/T1 端口（可實現 18 對 TAP）或多達 10 個 10G SFP / 10GBASE-T1 端口（可實現 4 對 10G TAP）。
● 主要功能：
○ 流量捕獲（TAP）：實現高精度的實時流量捕獲，并支持深度的時序數據分析。
○ 流量生成（Traffic Generator）：支持模擬復雜的網絡負載，配合 TSN Tools 進行全鏈路的數據分析與魯棒性驗證。
● 硬件級數據管理與過濾 (PayloadCollapse)：
○ 過濾模板 (Filter Templates)：內置預設協議模板（如以太網、IP、TSN 等），支持快速定義過濾規則。
○ 負載截斷 (PayloadCollapse)：采用硬件級核心技術，支持將數據包負載截斷至指定長度（如僅保留頭部信息），顯著降低 10G 環境下的存儲壓力。
● 獨立交互控制與存儲：
○ 7 英寸 LCD 觸摸屏：支持設備即時配置、實時狀態監控及測試結果的可視化呈現。
○ 內置高速 SSD：確保在高帶寬環境下能夠進行持續、無損的數據捕獲與本地存儲。
● 數據分析：
○ 時序與時延分析：支持微秒級及以上精度的端到端延遲、幀間隔（Inter-packet Gap）及抖動測量。
○ 帶寬與流量特征分析：實時監測網絡負載，分析數據流的帶寬占用、報文類型分布及通信關系。
○ 確定性評估：支持評估鏈路故障或節點失效時的網絡恢復性能，為帶寬管理與網絡優化提供數據支撐。
2.1.5 TSN Tools
TSN Tools 是一款基于 PC 的專業數據分析軟件，針對時間敏感網絡的數據特性開發。作為 CoreSolution 的核心組件，它不僅提供基礎的數據捕獲功能，還支持深度的協議解析。
● 深度報文解析：支持數據報文的完整解析。能精準解析 PTP/gPTP 報文中的 correctionField、preciseOriginTimestamp 等關鍵字段，為同步精度調試提供技術依據。
● 可視化時間軸與數據呈現：通過圖形化界面展示報文傳輸時序，測量并呈現抖動（Jitter）與延遲（Latency）。支持時序軌、弦圖、柱狀圖及具備多層過濾功能的協議 Trace 視圖。
● 調度算法驗證：支持對 Qav (Credit Based Shaper) 和 Qbv (Time Aware Shaper) 的流量調度配置進行功能驗證。
● 支持 API 自動化：提供完善的 API 接口（如 Python API）。用戶可編寫腳本實現自動化數據加載、分析及結果導出，提升測試效率。
● 配置視圖：支持圖形化配置界面，簡化參數設置。
2.2 基礎版方案：TSN BasicSolution
TSN BasicSolution 是一款專注于提升研發效率的高性價比測試工具。配套使用 TSN Tools Basic 軟件版本，側重于基礎協議監測與快速數據驗證。
針對不同的應用場景，提供了以下 6 種硬件組合方案，每種硬件均可搭配 TSN Tools Basic 軟件使用：
1. Switch 10G：專為 TSN 以太網設計，提供超高速數據傳輸和強大的網絡穩定性。
2. Switch 1G (Q50 2.0)：是一款非常靈活的AVB/TSN交換機，適用于實驗室、車輛或硬件在環（HiL）測試。它配備了多個端口，能夠應對各種網絡配置需求，確保在不同應用場景中提供最佳性能。
3. TSNAP：是一款集成數據記錄和網絡接入功能的設備，適用于測試臺、車輛或硬件在環應用。它設計簡潔、操作便捷，能夠在各種環境中靈活使用，滿足多樣化的數據記錄需求。
4. SMC 1G：是一款緊湊、靈活的媒體轉換器， 適用于多種測試環境。它不僅能夠無縫轉換1000BASE-T和1000BASE-T1網絡連接，還支持100Mbps的傳輸速率。TSN SMC 1G非常靈活，所有設置都可以直接在設備上手動調整，無需額外的PC配置。這使得它在各種時間敏感型應用中都是理想的選擇，確保數據傳輸的可靠性和準確性。
5. SMC 10G：是一款高性能的智能媒體轉換器，專為實驗室、車輛和硬件在環（HiL）測試環境而設計。它支持多種高速網絡連接，包括2500/5000/10000BASE-T和2500/5000/10000BASE-T1接口，能夠實現數據的透明傳輸，不會丟失或過濾任何數據包。因此，TSN SMC 10G非常適合使用gPTP或TSN協議的時間敏感應用。所有設置都可以直接在設備上手動調整，無需使用PC，操作直觀簡
6. Timepiece：精確的時間同步設備，接收 GNSS 信號并將其轉換為 IEEE 802.1AS-2011 標準時間。
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