时间触发以太网技术

01. 成果简介

 实时以太网是未来工业控制系统网络技术的发展方向。目前，实时网络技术中的最先进的技术之一为时间触发以太网（Time Triggered Ethernet）技术。时间触发以太网将时间触发技术的确定性、容错机制和实时性能同普通以太网的灵活性、动态性能以及“尽力而为”相结合，为同步的、高度可靠嵌入式计算与网络、容错设计提供支持。时间触发以太网起源于奥地利的维也纳技术大学，在工业控制、汽车电子、航空航天等领域得到了广泛的应用。

 本团队研发了具有完全自主知识产权的时间触发以太网系统，系统性掌握了时间触发网络核心技术，具体包括高精度高可靠时间同步技术、基于全局时间的确定性调度技术、基于冗余链路的数据可靠性传输技术、基于线性规划的数据流规划技术和面向动态需求的快速数据流规划技术。形成了时间触发以太网交换芯片、接口芯片、交换机、终端接口卡和终端设备等原型产品，以及设计/部署/管理软件工具集。与同类产品相比，具有自主化、实时性、确定性、高可靠等技术优势。如下图所示，时间触发以太网为信息应用和控制应用提供了统一传输通道，同时保证了服务质量。

图1. 时间触发以太网原理

 根据工业通信和工业物联网解决方案独立供应商HMS Networks发布的2019工业网络市场份额报告显示，越来越多的工业设备正不断连接到工业网络，2019年新连接节点数预期可增长10%。其中，工业以太网的市场份额持续快速增长，而现场总线2019年将首次出现下降。工业以太网现占据新安装节点的59%（去年是52%），而现场总线占据35%（去年是42%）。根据当前的发展趋势，工业实时以太网市场将保持较快增长，本成果技术具有良好的产业化前景。

02. 应用前景

本成果技术作为底层通信网技术，可被应用于汽车电子、航空航天、船舶装备、轨道交通、工业自动化等领域。

03. 知识产权

已申请发明专利1项。

04. 团队介绍

团队负责人为赵曦滨副教授、博士生导师，清华大学信息系统安全教育部重点实验室副主任，清华大学-中车四方所智能装备工业物联网联合研究中心副主任，中国自动化学会高级会员，中国自动化学会智能制造专委会委员。长期从事企业信息化、工业网络、工业网络安全、智能制造等理论与实践工作。近年来，作为负责人和主要成员主持参与了省部级以上项目等20余项，其中国家级项目（863、973和自然科学基金）19项，省部级科研项目7项，全国博士后基金项目1项。在国内外重要期刊上发表学术论文70余篇，其中SCI/EI收录60余篇，合作专著1部，申报发明专利30余项，其中已获授权5项。团队成员还包括万海副研究员。

05. 合作方式

投融资。

06. 联系方式

邮箱：wanhai@tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn