一、TSN时间敏感交换机概述

TSN时间敏感交换机是专门设计用于满足时间敏感性应用需求的网络设备。TSN交换机基于IEEE802.1AS标准，为工业自动化、智能制造、音视频传输等领域提供高精度、低延迟的网络通信服务。汇迪能的新款产品SW2000M/H TSN交换机支持802.1AS-2020、802.1Qav/bv/at/br/bu。

二、产品介绍

SW2000M/H TSN

为11端口千兆/百兆车载以太网TSN时间敏感交换机，其中包含8个通道的100/1000BASE-T1采用罗森博格H-MTD接口或泰科MATEnet接口，1通道1/2.5/5/10G标准以太网(SFP接口)和2个通道1000BASE-T标准以太网(RJ45 接口)，可以实现车载以太网多通道交换，车载网关，AVB用，gPTP边界时钟（BC），gPTP时钟桥，Bypass数据监控等功能。也可以用于多个车载 ECU间的通信数据采集和分析。

1、产品框架

二、产品特点与参数

#### 产品特点	#### 产品参数
* 通道100/1000B8ase-T1	* 宽电压范围:7V~24V输入范围，温度范围:-40℃到 +85℃
* 1通道1/2.5/10GBase-T SFP	* 可广泛应用于传统燃油和纯电动车整车时钟同步系统搭建及车载雷达，摄像头，ADAS等测试，也可用于工业控制及航空航天。
* 2通道100/1000base-T RJ45	* 静电流功耗约6W，满负荷电流功耗约7.5W。
* TSN/gPTP边界时钟	* 各端口的Master和Slave，通信速率配置由DIP拨码开关设置
* 802.1AS-2020	* 具有过压保护，防反接，防浪涌冲击，适合长时间车辆运行
* DIP各端口主/从配置	* 尺寸：234X114X32毫米
* DIP千百兆速率配置开关	/
* 各通道状态灯	/
* 采用全金属外壳	/
* 泰科或罗森博格接口	/
* 标准以太网	/

三、配置与使用

SW2000系列车载以太网交换机具备不同配置，使其可以为客户提供强大的应用功能和满足客户更加精准的应用需求，具体可分为4种配置选型：

产品型号	SW2000M TSN	SW2000H TSN	SW2000M	SW2000H
接口类型	泰科MATEnet	罗森博格H-MTD	泰科MATEnet	罗森博格H-MTD
是否支持TSN	是	是	否	否
其他功能	具备	具备	具备	具备

产品顶部视图如下，红色虚线框位置粘贴标签贴显示产品型号和软硬件版本信息，功能支持情况。

车载以太网接口端面-泰科接口：

车载以太网接口端面-罗森博格接口：

产品使用T1 Mode拨码开关来配置8个通道100/1000BASE-T1通道的Master和Slave。内部控制单元通过读取DIP拨码开关的配置结果来设置并生效各端口的主从关系。
同时，产品使用T1 Speed拨码开关来配置8个通道的速率为100BASE-T1还是1000BASE-T1。如下为设备接口布局和拨码开关配置位置：

注：T1 Mode和T1 Speed拨码开关配置改变后，都需要按最左边的Reset按钮后功能才能生效。
产品配套专用配置工具上位机，SW2000TSN Config Tool，可以对相关功能进行配置。软件配置后，该功能立刻生效。配置软件界面如下：

四、常用连接方式

4.1 双通道作为监控和数据采集器，采集两个设备间的通信数据（Bypass功能）

本产品可以捕获到DUT1和DUT2之间的通信报文，也可以模拟节点，向DUT1和DUT2发送报文。同时，也可以实现多个主设备和多个从设备之间的数据交换。可以通过监控软件查看各主节点通信数据。

4.2 试验搭建gPTP时钟桥案例

车载以太网TSN试验网络旨在构建精确时间同步和模拟车辆内部控制器模块进行网络精确授时而需要的必要网络架构。其需要祖时钟（grand clock）节点一个，从时钟（slave clock）节点可以是1个或多个，车载以太网TSN交换机一台，配置电脑一台。其中，祖时钟和从时钟节点使用Linux电脑（网卡需支持IEEE1588）和车载以太网转换器配套来模拟实现, 当然每台电脑和转换器组合可以使用实际的激光雷达或其他从时钟节点来对应更换。
系统架构如下：

设备名称	数量	实现功能	备注
车载以太网TSN交换机	1	内置TSN协议栈，实现边界时钟授时	SW2000TSN
Linux电脑（IEEE1588）	5	用于模拟gPTP时钟节点	可以根据具体需求减少节点数量
车载以太网转换器	5	用于实现将标准以太网转换为车载以太网	可以根据具体需求减少节点数量
车载以太网专用线束	5	用于连接车载以太网转换器和TSN交换机	可以根据具体需求减少节点数量
配置用电脑	1	用于监控数据和配置应用功能
通用RJ45网线	1	用于连接监控用电脑和TSN交换机

4.3 汽车激光雷达gPTP时钟桥案例

如下搭建一种简化的激光雷达桥接方案，支持gPTP时间同步，并实现主控模块和激光雷达的数据传输和精确同步。

4.4 汽车激光雷达进入工控机方案

如下搭建一种简化的激光雷达接入工控机的方案，支持gPTP时间同步，并实现工控机和激光雷达的数据传输和精确同步。方案类似的其他应用也可以参考本方案，如AVB节点组网，音响音频布置方案，车载高清摄像头，毫米波雷达，工业机器人，航电系统时钟同步等等。

五、简要使用说明及指示灯说明

将SW2000TSN以太网交换机的某一个通道的TRX-N和TRX-P两根线与被测试目标对应连接在一起，再根据需要配置端口的模式为Master或Slave. (如果接的目标设备是Master,则该端口设置为Slave,反之亦然.)。再给交换机设备加上12V电源，此时，交换机的黄色Init灯和绿色RUN灯会点亮，待黄色Init灯灭掉，代表交换机初始化完成，可以进行使用。此时利用普通网线将电脑和SW2000TSN交换机的Port0/config口相连。
如果目标设备与端口连接正确，设备和对应通道分别配置为Master和Slave，即匹配正确，则对应通道的指示灯会点亮并闪烁。同时，也表明该通道网络已经建立数据链接。这样就可以使用电脑上的以太网软件监控采集被测目标的数据了。同时，也可以使用SW2000TSN Config Tool进行特定功能的配置应用。
即当指示灯正常后，就可以使用电脑上的以太网软件监控采集被测目标的数据了。
LED灯定义说明：

LED名称	颜色	功能指示
Init指示灯	黄色	启动或重启后点亮，初始化完成后熄灭。
RUN指示灯	绿色	设备上电后常亮。
T1通道工作指示灯	黄色/绿色	连接目标设备，速率匹配及主从匹配成功后点亮。有数据通信时闪烁。

比如被测设备IP地址为192.168.1.122. 则配置电脑的IP地址为192.168.1.155.即在同一个局域网段。这样，您打开电脑的DOS终端，就可以使用Ping 192.168.1.122 –t 这个指令发数据包给目标设备了。
测试案例(以1000BASE-T1端口为例, 100BASE-T1端口类似):
被试设备DUT1为1000BASE-T1的Master(IP:192.168.1.122),被测设备DUT2为1000BASE-T1的Slave(IP:192.168.1.188). 将两个设备分别接入SW2000TSN的CH1和CH2. 其中CH1配置该通道为Slave与DUT1连接, CH2配置该通道为Maser与DUT2连接. 接上电源后, CH1和CH2通道对应的指示灯点亮, 表示建立连接,并且有数据通信时指示灯将闪烁。
然后,使用以太网线将SW2000TSN与电脑相连, 配置电脑的IP与两个设备同一个网段(IP:192.168.1.155), 打开Wireshark软件, 就可以看到DUT1和DUT2之间的通信数据。
Wireshark显示如下:

审核编辑黄宇