中文引用格式： 陳三偉，趙偉，方震，等. TSN時間敏感網絡幀搶占的研究與電路實現[J]. 電子技術應用，2024，50(4)：29-32.
英文引用格式： Chen Sanwei，Zhao Wei，Fang Zhen，et al. Research and circuit implementation of frame preemption for TSN time-sensitive network[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(4)：29-32.
引言
隨著工業自動化、自動駕駛、醫療健康、航空航天等領域的不斷發展，傳輸大數據的同時對關鍵數據流的實時性、可靠性和安全性的要求越來越高，傳統網絡已難以滿足需求。因此IEEE 802.1 TSN工作組提出了時間敏感網絡（Time Sensitive Network, TSN）技術。TSN通過對傳統以太網進行擴展，新增了對時延敏感的關鍵數據服務質量的保障，實現了低時延、低抖動和可靠的網絡。同時，由于TSN是傳統以太網的擴展，因此還具有跨平臺、兼容性強等優點，能夠在不同的行業領域得到廣泛應用。
時間敏感網絡協議組從時間同步、調度整形、資源管理、可靠性等方面進行了規范，以保證時延敏感流的服務質量。而在調度整形機制方面又分為同步的調度整形機制和異步調度整形機制，本文研究的幀搶占（Frame Preemption）則屬于異步調度整形機制的一種。
幀搶占技術的出現主要是為了應對實時通信領域中的緊急事件和突發事件，如控制命令、緊急報警、緊急事件等，這些事件需要在非常短的時間內得到響應，否則會導致系統延遲、故障和損失。在傳統以太網中，傳輸數據的優先級是由幀頭中的VLAN（Virtual Local Area Network）優先級標記來確定的，但是這種優先級機制無法滿足實時通信中對緊急事件的及時響應要求。因此，幀搶占技術的提出，可以通過對數據流進行搶占和控制，實現緊急數據的優先傳輸，從而提高實時通信的性能。同時在TAS（Time Awareness Shaper）場景下結合幀搶占技術可提高網絡的使用率。
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作者信息：
陳三偉，趙偉，方震，王雨亭，何泉初
（中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇 無錫 214035）
