公司简介
北京国科天迅科技有限公司技术研发始自2007年，成立于2015年，专注于无人、智能、协同、控制领域的高可靠抗干扰通信产品及系统解决方案，产品主要用于载人航天、重大装备、新能源汽车、无人驾驶、飞机、船舶、工业互联网等领域的高可靠通信和控制系统。
全自主研发100%国产化TSN网络芯片
国科天迅于2018年开始车载时间敏感以太网的技术探索，2019年成立TSN事业部正式投入车载时间敏感以太网的技术预研，2020年以来相继获得国家新能源汽车技术创新中心、北京理工大学、北京市科委等单位课题支持开展车载TSN芯片和设备的研制。
车载以太网芯片基本被国外厂家垄断，我国已开始布局该领域芯片的自主可控，国科天迅在科技部国家重点研发计划的支持下成为仅有的三家国产供应商之一。
公司历经三年的研制，投入经费7000万，成功推出第一代全国产化车载TSN交换芯片TAS2010。除TSN芯片，我司有成熟的TSN交换机和端节点设备，并可根据用户实际应用场景提供整套解决方案。
国科天迅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，
通过了AEC-Q100 Grade 2等级可靠性认证和ISO26262 ASIL-B功能安全等级认证。
TSN系列产品介绍
01
TSN芯片配套开发板
✦
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。
▷ 外部接口特性：
● 支持11路RGMII接口
● 支持4路1000BASE-X接口
● 支持6路CAN、CANFD接口
● 支持6路LIN接口
● 可配置的GPIO接口
TSN芯片配套开发板
▷ TSN协议特性：
● 支持IEEE802.1AS高精度时间同步服务协议
● 支持IEEE802.1Qav队列及转发协议
● 支持IEEE802.1Qbv时间感知队列协议
● 支持IEEE802.1CB帧复制与消除协议
● 支持IEEE802.1Qci流量管控协议
▷ IO供电：1.8V
▷ 典型功能：＜2.0W
▷ 尺寸：17.00mm*17.00mm*1.00mm
▷ 质量等级：满足AEC-Q100grade2，完成CQC汽车功能安全认证， 满足ASIL B级别
02
TSN以太网交换机
✦
TSN交换机具备最多15路以太网交换功能，支持多种TSN核心协议，能提供 100/1000BASE-T1、100/1000BASE-TX以太网接口，并兼容CAN、CANFD和LIN等传统车载网络接口，支持电缆、光纤两种传输介质，可依据客户需求实现多种光电冷热冗余备份策略，时间同步精度单跳<100ns、关键敏感数据传输延时抖动<50us、链路单点故障时数据传输零丢包。
本产品具备上架式、独立式、VPX板卡式等多种硬件形态，并可根据客户需求定制硬件形态和对外接口。
TSN以太网交换机
▷ 外部接口特性：
●以太网接口：支持15路100/1000BASE-T1、 100/1000BASE-TX以太网接口，可定制接口类型
● 传统车载网络接口：支持6路CAN/CANFD接口，支持6路LIN接口
● 支持1路RS232配置串口，提供串口CLI管理软件包，提供全集中式web配置
▷ 以太网交换特性：
● 支持静态MAC地址表，表项≮4K
● 支持动态MAC地址表，支持MAC地址学习和老化功能，表项≮4K
● 支持VLAN、端口镜像
● 支持IGMP Snooping v2 和STP 协议
● 支持广播风暴抑制
▷ TSN协议特性：
● 支持IEEE802.1AS 高精度时间同步服务协议
● 支持IEEE802.1Qav 队列及转发协议
● 支持IEEE802.1Qbv 时间感知队列协议
● 支持IEEE802.1CB 帧复制与消除协议
● 支持IEEE802.1Qci 流量管控协议
● 支持IEEE802.1Qbu/802.3br帧抢占协议
● 支持IEEE802.1Qch循环队列
● 支持IEEE802.1Qcc全集中式配置
03
TSN端节点(网卡)
✦
TSN端节点（网卡）可依据客户需求支持多种TSN协议，能提供100/1000BASE-T1、 100/1000BASE-TX、1G SFP以太网接口，可实现双以太网口数据冗余，对数据按照优先级队列进行收发处理 以保证数据低延时、高可靠传输，可提供普通以太网、CAN、串口等通信网络接入TSN网络服务，可支持 PCIe接口便于接入不同应用场景。TSN端节点具备整机、板卡、IP核等多种实现形态，并可根据客户需求定制实现形态和对外接口。
TSN端节点(网卡)
▷ 外部接口特性：
● 支持10/100/1000Mbps自适应网络接口
● 支持嵌入式
● 遵循IEEE802.3系列标准全双工流控制，支持全双工/半双工
● 支持端口数≮2个，端口优先级队列≮8个
● 支持单播、组播、广播
▷ TSN协议特性：
● 支持IEEE802.1AS高精度时钟同步服务协议
● 支持IEEE802.1Qav队列及转发协议
● 支持IEEE802.1Qbv时间感知队列协议
● 支持IEEE802.1CB帧复制与消除协议
● 支持IEEE802.1Qcc网络配置协议
● 支持IEEE802.1Qbu/802.3br帧抢占协议
● 支持IEEE802.1Qch循环队列
▷ 调试接口特性：
● 支持1路RS232配置串口
● 支持JTAG版本升级和固化
● 提供串口CLI管理软件包
车载TSN网络通信解决方案
随着新一代智能汽车的发展，对车载通信网络提出了新的挑战，要求具备高可靠、大带宽、强实时的通信网络保障，时间敏感网络TSN标准的产品，可按需为需求侧提供更为灵活、可靠的时间敏感网络解决方案，是满足自动驾驶算力和数据传输需求的核心技术，能够满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。
▷ 高可靠需求：
▷ 大带宽需求：
数据传输量的急剧上升。一辆自动驾驶的汽车每小时产生的数据量有望高达 4TB，传统汽车网络架构已经难以满足自动驾驶时代汽车的数据传输需求。
▷ 强实时需求：
时效性要求的提高。自动驾驶系统对于数据由简单的传输已经升级成为需要实时高效的处理，另外自动驾驶对于数据之间的时间同步也有较高要求，传统汽车网络无法满足此类需求。
目前来看，TSN将是解决上述需求的最佳方案，具备必需性。国科天迅目前已经有方案在某量产车型上落地：
为了充分验证 TAS2010 芯片在真实车况下的功能和性能，我司采用了量产新能源车型 EQM5 作为目标车型，将原车中央控制器替换为集成 TAS2010 的新设计网关，以确保芯片路试工况全面完整。下图为整车网络架构示意图。
整车网络架构示意图
整车应用测试包括高低温环境舱试验、海南热带汽车试验场道路测试。高低温环境舱如下图所示；
海南热带汽车试验场道路包括凸块路、扭曲路、石板路、条石路、水泥不平路、卵石路、鱼鳞坑路、波形路、搓板路等多种路况，测试车辆共 33 辆，共行驶总里程超过 100 万公里，试验场地如图所示。
应用单位通过分析车辆运行过程中采集的数据，得出结论：TAS2010 芯片工作正常，车上设备通信稳定，符合芯片设计要求（报告见下图）。
TSN未来行业推广前景
时间敏感网络（TSN）技术作为新一代以太网技术、具备精准的时间同步和流量调度的能力，可以保证多种业务流量的共网高质量传输，在音视频传输、工业控制、自动驾驶、边缘计算、TSN+5G等多个领域已经受到广泛和高度关注，除汽车以太网外，未来可以在航电系统、小型无人机、控制网络系统等多方面提供行业高效能应用解决方案。
