22家TSN芯片品牌及其产品

TSN，全称Time-Sensitive Networking，中文名称为时间敏感网络，它是IEEE(电气电子工程师学会)正在积极推动的下一代以太网技术标准，也是新一代实时数据传输技术的核心。TSN技术是在IEEE 802.1标准以太网框架下制定的新一代标准以太网技术，运行在OSI标准模型中的数据链路层，如图1所示，TSN技术源于标准以太网的队列传输机制，网络帧格式也是采用包含VLAN标签的标准以太网帧格式。

图1、TSN技术的IEEE 802.1框架

TSN技术的前身是音视频桥接技术(Audio Video Bridging，AVB)，包括流预留协议(Stream Reservation Protocol，SRP)、时间敏感应用的时序和同步(IEEE 802.1AS)以及时间敏感流的转发和排队增强(IEEE 802.1Qav)等，IEEE 802.3工作组通过增强以太网标准提高音视频传输的实时性。2012年11月AVB工作组正式更名为TSN任务组。从之前的音视频传输领域逐渐扩展到车载以太网、工业互联网甚至航空航天领域应用。TSN的核心思想是提出可互操作的系统，并支持多个制造商、协议和机构在同一个网络上共享，而数据使用相同的程序逻辑进行分析。TSN作为二层网络结构，使得越来越多的公司可以利用此结构上实现OT(Operational Technology)和 IT(Information Technology)的集成。TSN Profiles即TSN标准协议的使用规范，描述如何在特定应用下搭建TSN网络，并提供配置指导，其中协议名称前的P表明该协议规范还在进行中。主要包括以下几个领域：

在标准层面，IEEE 802.1时间敏感网络工作组发布了一套用于工业和汽车网络的开放实时以太网标准TSN协议族，包括IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1AS 等标准，如图3所示，TSN协议族包含了时钟同步、延时控制、安全、可靠性、资源管理这五个类别的子协议，旨在提高灵活性，降低布线成本，打破信息孤岛，实现数据在同一网络的实时、确定性传输，保证对实时性要求高的信息在标准以太网的不同场景下的顺利传输。

随着5G、物联网、工业互联网等新一代信息通信技术的发展，TSN具有的确定性和微秒级交互特性，结合新一代信息通信技术融合运用在音频/视频传输、无人驾驶/智能驾驶、机器控制/智能工厂等应用领域。同时借助TSN打破智慧与机器的边界，推动传统离散工业进行数字化转型和智能制造升级。

这篇文章我们盘点一下支持TSN协议族的芯片品牌及产品。

1、美满(Marvell)美满的88Q5072交换机芯片，基于Arm®Cortex-M7架构，能够在交换机上实现高级协议和安全软件的部署，不必使用外部主机处理器。该芯片集成了100BASE-T1 PHY、先进路由及安全功能，可在大型网关应用场合中连接多个域控制器。单芯片解决方案可降低BOM成本并减少空间占用，从而满足这些不断增长的市场需求。

美满的88E6393X集成了1000BASE-T PHY和10Gbps光纤端口功能，同时功耗只是竞争对手方案的60%。尽管采用了紧凑型封装，这款新型交换机IC能够提供8个三速(10/100/1000)以太网端口以及3个10G XFI / SFI端口，并且内置200MHz微处理器。其对SFI的支持意味着交换机可以直接连接到光纤模块，而无需外部PHY，从而能够节省空间和BoM成本，简化系统设计。88E6393X支持IEEE 802.1BR端口扩展功能，可以在降低管理开销和控制运营支出(OPEX)方面发挥重要作用。此外，88E6393X还支持三层路由功能。88E6393X支持最新的时间敏感网络(TSN)协议(如802.1AS、802.1Qat、802.1Qav和802.1Qbv)，可以实现工业网络对于低延时、及低延时抖动的需求;256条目三态内容寻址存储器(TCAM)可以做到实时、深度数据包检测(DPI)，对通过网络传输的数据内容进行监管(参考访问控制和策略控制列表功能);8个流量级队列可以提供完美的的服务质量(QoS)支持;拒绝服务(DoS)预防机制能够检测到非法数据包，减轻DoS攻击造成的网络安全威胁。88E6393X具有尺寸小、功耗低、安全性强和灵活性高的特性，能够为中小型企业、企业级、工业和uCPE等领域提供高效的交换机IC解决方案。

2021年美满(Marvell)收购了云数据中心商业交换机芯片供应商Innovium。

2、博通(Broadcom)博通的BCM8989X和BCM8957X，BCM8989X是业内第一个对应NGBase-T1(即IEEE 802.3ch)标准的MACsec物理层芯片，到目前为止，博通是唯一能提供NGBase-T1芯片的厂家。BCM8957X则是业内第一个支持10Mbps到10Gbps速率的L2/L3级车载以太网交换机芯片。特斯拉与博通在下一代FSD芯片上有合作，但不大可能将多G物理层嵌入FSD中，因为物理层芯片一般都是独立的。还有一个IEEE 802.3cy，也就是10G以上车载以太网物理层标准，分别支持25G、50G、100G。

博通的StrataXGS Tomahawk 5处理器芯片，采用5纳米芯片制造工艺。每个Tomahawk 5都能够支持数百个网络连接。配备Tomahawk 5的以太网交换机每秒可以处理51.2TB的网络流量，几乎是Broadcom上一代芯片的两倍效率。

3、瑞昱(Realtek)瑞昱的RTL8211E-VB-CG是一款以太网物理层芯片，作为一款网络通信芯片，它主要用于连接计算机系统或嵌入式设备与以太网网络之间的物理层通信。这种芯片常见于各种网络设备中，如网卡、交换机、路由器等，用于实现数据的传输和通信。

4、恩智浦(NXP)恩智浦的LS1028A根据电机电子工程师学会(IEEE)802.1标准要求，整合了时效性网络(Time-SensitiveNetowrking，TSN)功能。LS1028A是基于恩智浦Layerscape系列系统单芯片(SoC)并增加许多重要功能，包括升级版64位ARMCortexv8多核心处理器、整合3D图形处理器(GPU)和LCD控制器、4埠TSN交换机，以及2个独立的TSN以太网络控制器。透过结合时效性网络和图形处理器，SoC能够管理工业人机接口和控制应用程序。LS1028A建构于恩智浦的信任架构(TrustArchitecture)，提供信任根源、安全应用和服务，旨在支持TSN桥接应用和TSN终端应用，并提供15年的制造保证。

恩智浦的SJA1105TEL以太网交换机提供灵活的解决方案，使用以太网作为控制应用的骨干网，来实施模块化和成本优化的电子控制单元(ECU)。SJA1105TEL通过一组时间敏感网络(IEEE TSN)标准扩展了SJA1105EL功能，可以在关键/控制和与非关键/尽力而为流量之间确定地分配网络带宽。除了通过以太网实现控制应用外，这些功能也是模块化高级驾驶辅助系统简单集成的理想选择。例如，单个后视摄像头可放大到全环绕视图应用。SJA1105P/Q/R/S是一款支持IEEE音频视频桥接(AVB)和时间敏感网络(TSN)标准的5端口汽车以太网交换机。

5、微芯(Microchip)微芯的LAN9668-I/9MX和LAN9668-9MX器件分别应用于工业和消费级应用的8端口交换机，配备Arm® Cortex®-A7中央处理器 (CPU)，支持工业环境中的TSN IEEE通信标准。其中包括用于精确定时的IEEE 1588v2和IEEE 802.1AS-2020、用于按流过滤和监管的IEEE 802.1Qci、用于流量整形的IEEE 802.1Qav和IEEE 802.1Qbv以及用于无缝冗余的IEEE 802.1CB，以及IEC-62439-2(媒体冗余协议)、ODVA-DLR和IEC-61158-6-10用于媒体冗余。LAN8814是新一代四端口千兆以太网物理层芯片，完全支持最新的TSN要求，包括IEEE 1588 v2和帧抢占。使用LAN9668和LAN8814技术的设计人员可以利用TSN芯片组实现定时、流预留、保护和管理，从而节省开发时间和成本。

6、德州仪器(TI)德州仪器(TI)的两款以太网物理层(PHY)收发器DP83825I和DP83869HM，扩展了设计师在设计空间受限的应用程序和时间敏感网络(TSN)时的连接选型。DP83825I低功耗10-/100-Mbps以太网PHY，比竞争对手产品的体积小44%，可提供150米的电缆传输距离，体积小、低功耗和电缆传输距离长的DP83825I，帮助设计师进一步减少紧凑型IP网络摄像机、照明、电子销售网点和其他空间受限型应用的所占空间大小和成本，而又不会牺牲网络传输距离。DP83869HM则是业界唯一一款千兆以太网PHY，可支持铜缆和光纤介质，提供高达125°C耐受工作温度，这使得工程师能够充分利用千兆以太网连接性在恶劣环境中的速度和可靠性。DP83869HM的高工作温度及其静电放电(ESD)抗扰度和对媒介转换的支持，显著提高性能且有助于提升工厂自动化、电机驱动与电网基础设施的设计灵活性。

ZLG致远电子推出了搭载TSN技术的M62xx-T系列核心板，板载处理器为德州仪器的Sitara AM6x处理器系列，支持多协议千兆位(Gb)时间敏感网络(TSN)，有四核和双核Arm Cortex-A53两种处理器型号可选：M6234和M6232，可提供工业级可靠性，可满足工厂自动化、电机驱动和电网基础设施等应用中快速增长的工业4.0需求。

7、东芝(Toshiba)

东芝的TC9562系列芯片，支持现有AVB和新的TSN网络标准。TC9562XBG拥有比现有产品系列更简单的配置。TC9562AXBG拥有现有产品的RGMII、RMII，MII接口和SGMII接口，支持扩展接口功能。TC9562BXBG除了具备TC9562AXBG的功能外，还支持以太网TSB标准IEEE 802.1 Qbv、IEEE 802.1 Qbu和IEEE 802.3 br。此系列新品可应用于车载信息娱乐系统、远程信息处理系统、音频放大器和工业设备中。

8、赫优讯(Hilscher)赫优讯支持千兆TSN的新一代多协议SoC芯片netX 90上，实现了100Mbit/s的时间敏感网络标准，将作为是netX芯片家族的扩充，以延伸产品的形式推出，例如协处理芯片或单芯片解决方案。该解决方案主要用于工厂自动化和各种自动化设备，从I/O产品到PLC、驱动器，再到编码器和传感器等产品。

9、英特尔(Intel)英特尔®凌动® x6000E系列和英特尔 奔腾® N系列、赛扬® J系列产品是英特尔针对物联网增强的处理器平台，拥有更强大的实时性能与更高效率，3D显卡性能表现可达上一代的2倍③。配置专用实时减负引擎、可支持带内带外远程设备管理的英特尔® 可编程服务引擎、增强I/O和更多储存选择，同时还集成了2.5GbE时间敏感网络(TSN)，让实时性更为强劲。目前产品均支持4Kp60分辨率，最多可同时在三个显示屏上运行。此外，产品还配置了英特尔® 安全岛，结合内置的基于硬件的安全措施，充分满足物联网严苛的功能安全(FuSa)要求。

10、亚德诺(ADI)亚德诺的fido5000 REM芯片可作为一种产品解决方案，有fido5100和fido5200两种型号，其中fido5100不支持EtherCAT，而fido5200支持EtherCAT。fido5000 系列器件有两个以太网端口，目前只能支持10Mbps/100Mbps，不支持1Gbps。协议标准可支持IEEE 802.1AS、802.1AS-Rev、802.1Qbv、802.1Qci、802.1CB、802.1Qcc、802.1Qbu等。

11、东土科技(KYLAND)东土科技的KD6530芯片是国内首款全流程自主可控的TSN交换芯片，具备时间同步、流量调度、帧抢占、流量策略及过滤、帧冗余等TSN特性。KD6530选择了双核ARC HS48FS的CPU设计，最高主频达到1GHz，且拥有32G的交换容量，提供1个集成了PHY的100Base-TX接口、12个SGMII/1000Base-X接口、2个10GBase-X接口、6个CAN2.0/FD接口和6个LIN接口，最大支持1.6G的速率。由于支持TSN中的IEEE 802.1AS协议、IEEE 802.1Qbv与Qbu协议，KD6530提供高精度的时间同步，误差范围在±100ns内，关键数据可保证μs级别的延迟和ns级别的抖动。该芯片产品能广泛应用于智能制造、轨道交通和智能电网等领域。

12、楠菲(NETFORWARD)

楠菲的SF1001/SF1004/SF1008，支持9KB巨帧，支持线缆损伤检测，支持多种自环检测，工作电压为3.3v和2.5v，外部参考时钟为25MHz，支持IEEE802.3azEEE (节能以太网)，MAC侧MII介质无关接口到介质侧电口光口的信号转换，自动侦测支持双绞线swaps，pair，skew，and pair polarity，芯片封装尺寸15x15mm，L FBGA封装，ball pitch为1.0mm。

13、盛科(CENTEC)盛科的已批产性能最强的TsingMa系列产品CTC8180，单芯片交换容量也达到了2.4Tbps，最大端口速率为400G，单芯片支持16x100G/24x100G/32x100G，在交换容量、端口速率等指标上已经达到全球先进水平，并有多款产品进入国内主流网络设备商的供应链。

14、昆高新芯(KUNGAO)昆高新芯消费类PHY芯片KG7XXXC，工业类PHY芯片KG7XXXI、KG701XI以及车载PHY芯片KG701XM等。KG65XXI内置4 RISC-V内核的CPU，可以与外置CPU协同使用，支持常规的L2、L3交换功能，以及TSN/AVB功能。不过目前该芯片的具体规格尚未确定，比如1G与10G接口的数量。而KG5XXXI这一TSN网关芯片系列，同样采用了4 RISC-V内核CPU的设计，可接入70个节点。KG5XXXI支持以太网/IP、ETHERCAT、PROFINET这三大主流工业以太网协议栈，也提供对CAN、RS485、FF、HARP-IP与MODBUS的支持。

15、裕太微电子(MOTORCOMM)裕太微电子车载千兆以太网芯片—YT8011A系列成功提前量产并超出预期拿到数家OEM定点项目，再度实现了从1到N的跨越。YT8011A系列产品拥有完全自主知识产权，是一款兼容车载以太网百兆100BASE-T1和千兆1000BASE-T1标准的以太网收发器，支持IEEE802.3bw和802.3bp协议。其通过一对差分的屏蔽或者非屏蔽电缆，传输和接收以太网数据包。该系列采用了高速DSP技术和模拟前端(AFE)，同时具备极性检测与校正、自适应均衡、回声消除、定时恢复和纠错等功能。MAC(数据链路层)和PHY(物理层)之间的数据传输通过简化的千兆媒体独立接口(RGMII)或串行千兆媒体独立接口(SGMII)进行。可支持EEE节能以太网、1588时间同步协议、IEEE802.1AS时间同步协议。YT8011A系列拥有优异的性能与兼容性，可广泛应用于车载IVI(车载信息娱乐系统)、座舱控制、ADAS域控、T-BOX(车载通信终端)等多个车载高速通信场景。

16、智芯(SMART CHIP)智芯的TSN芯片SCCC9002SC2404芯片支持28*1GE或24*1GE+4*10GE/1GE等接口组合，具备时间同步、流量调度、帧抢占、流量策略和过滤、帧冗余等TSN特性。该芯片通过集成全网时间同步、精确门控调度和帧抢占等技术，构建了低时延、低抖动、高可靠的确定性传输机制，为工业网络通信提供多源数据互联互通、多域流量确定性转发和多业务高质量融合承载能力。

17、国科天迅(TASSON)国科天迅的TAS2010 TSN芯片作为通信核心主芯片，已成功搭载在一汽红旗EQM5电动车的中央控制器网关设备上，并首家完成100万公里的实车路测。TAS2010 TSN交换芯片是一款车载以太网通信集成电路，集成了高实时性的嵌入式ARM R5双核处理器，用于车载以太网高速高可靠网络交换，支持TSN协议，支持15个以太网接口并兼容CAN、CANFD和LIN等传统车载网络接口，可满足不低于20Gbps的交换性能，实现了高效路由转发引擎，支持全端口数据的线速转发，芯片工艺为40nm。

18、国防科大国防科技大学计算机学院的银河衡芯HX-DS160敏捷交换芯片。HX-DS160采用FCBGA676封装(27mm×27mm)，功耗小于10W，可配置成16*10G，12*10G+1*40G，8*10G+2*40G，4*10G+3*40G以及4*40G等5种交换模式，满足各种装备平台对高带宽、低功耗和高密度的交换需求。HX-DS160内部采用可编程3级Match-Action交换架构，通过协议无关的带掩码超长关键字(64字节)匹配，支持对现有各种网络协议以及用户定制协议帧的解析。HX-DS160可实现标准以太网交换，SDN/Openflow交换和TSN交换(需敏捷交换网卡IP支持)，满足不同装备对网络交换服务质量的要求。HX-DS160是面向装备平台高带宽和低功耗交换需求，自主设计，基于国产工艺流片和封装的160G以太网交换芯片。

19、特思恩(TSNTEC)特思恩提供用于L1的TsnTec 8048X、用于L1.5的TsnTec 8048XM、用于L2/3的 TsnTec 8248SW、低延迟FPGA定制应用、超低延迟网卡等。L2/3、低延迟FPGA 定制应用、超低延迟NIC等。

20、安弦科技安弦科技是国内稀缺的高性能TSN芯片提供商，立足于芯片核心IP设计研发，以时间平均频率(TAF)为核心技术结合超高吞吐量加密技术安全保障，率先实现TSN网络时钟高精度任意频率产生和快速切换，意在工业智能制造、信息及能源传输、智慧车联等应用场景打破高性能TSN交换机芯片国外垄断局面。目前，TSN芯片核心IP已经历四轮验证流片，计划本年内完成芯片产品流片验证。

21、奕泰微电子(EtlChip)基于在以太网通信芯片领域的多年积累，奕泰微电子是国内少有的一家同时研发车载PHY芯片和车载Switch芯片的团队，可以提供高性能、高可靠性、低功耗的车载以太网芯片成套解决方案，性能与业界头部产品持平。在产品研发进度上，奕泰微电子的工业以太网芯片产品已经量产交付，实现了技术验证和产生营收。车载以太网芯片正处于测试收尾阶段，即将交付主机厂客户测试。

22、鹏瞰(PONCAN)鹏瞰半导体将TSN(时间敏感网络)特点和PON技术结合，带宽提升至10G甚至更高，并且将通信时延降至10μs，极大程度解决了工业通信对时延、带宽的问题。VN1810是鹏瞰半导体为解决工业4.0通信与控制实际需求，而创新开发的TS-PON(时间敏感无源光网络)Root SoC芯片。它通常内置在工业主站的控制器里，通过光纤与内置在从站传感器、执行器单元里的可多达128片的TS-PON技术VN1110 Node SoC芯片相连。采用 P2MP(点到多点)方式实现信息上传和下发与控制处理。将基于工业交换机大于1000µs时延降低到小于10µs，优化了100倍;通过光纤连接也完全免除了电磁干扰的影响。10G(万兆)传输带宽、高性能MCU与强大的马达驱动能力，使得VN系列SoC全面满足工业4.0、智能机器人及智能汽车的高带宽低时延应用需求。

VN1110内置在从站传感器、执行器单元里，通过光纤与内置在工业主站控制器里的TS-PON技术Root SoC VN1810芯片相连组成完整的工业/机器人/汽车需要的传输控制一体化系统。将基于工业交换机大于1000µs时延降低到小于10µs，优化了100倍;通过光纤连接也完全免除了电磁干扰的影响。10G(万兆)传输带宽、高性能MCU(800MHz 64-bit RISC-V)与强大的马达驱动能力(24-ch 16-bit ADC 5MSPS，4-ch DAC,32-ch PWM)，使得VN系列SoC全面满足工业4.0、智能机器人及智能汽车的高带宽低时延并集成控制驱动的应用需求。

当前TSN产业初具规模，主要产品集中在芯片和交换机，国内厂商起步较晚，市场中的TSN芯片产品以国外厂商为主，国内产品集中在TSN交换机。虽然TSN技术目前还没有大规模的应用，必会因其卓越的性能和特征，在未来通信科技中大放异彩，取得广泛的应用，如Profinet over TSN，OPC UA over TSN，5G与TSN的融合部署和发展等。工业互联网和车载以太网领域已有应用TSN技术，工程师提前了解TSN技术、芯片及产品是将来选型运用的第一步。

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