NXP
推出
OpenIL
作为用于工业领域的
Linux
发行版，
OpenIL
新增的部分中
含有：支持实时的操作系统的扩展和支持工业厂房中自动化
OEM
的
Time-Sensitive
网络。
OpenIL
作为开放型的工业
Linux
系统最大的优势便是将实时计算在网络中
的障碍清除了，
OEM
厂商借标准的、社区的发行版
OpenIL
将逐步跨入工业
4.0
时代。
4.1
TSN 交换机软件的基本设计思想
在本文中支持
TSN
系统的交换机软件选用的是开放式工业
Linux
系统
(OpenIL)
，因为
TSN
的特性就是实时性强，而
OpenIL
是针对用于工业领域的开发
的专业 Linux 版本，扩展了实时的操作系统并且支持工业厂房中自动化
OEM
的
Time-Sensitive
网络（包括流过滤监管、分时拥塞感知整形和
802.1AS
时间同步等）。
软件系统的总体框图如图
4-1
所示。
OpenIL
不仅拥有网络协议栈、用于配置管理的
Web
服务、脚本工具等一些
IT
的基础架构软件，还有一般来说可作为
Linux
发行版中一部分的实用的系统程序，
除此之外还包含如下工业领域的软件特性：
（
1
）对
Unix
的
Xenomai
实时扩展，简化实时操作系统
(RTOS)
移植
(
如 VxWorks
pSOS)
。
（2）可扩展标记语言
(XML)
和基于
NETCONF
的
TSN
网络配置实用程序。
（3）支持通用精确时间协议
(gPTP)
的
linuxptp
守护程序。
（4）支持边缘计算服务。
（5）安全性的
SeLinux
。
采用
OpenIL
不仅可以实现交换机的
TSN
特性，在未来工业互联网大平台
中还可以将该交换机作为
TSN END POINT
使用，连接
TSN
整网
[26]
。
OpenIL
系
统的目录结构如图
4-2
，第二层和第三层是为编译产生的。
OpenIL
在通用
Linux
的基础上提供
OT
所需的可确定性、可管理性、工业网
络和安全性。
Xenomai cobalt
是一种实时框架，将传统
RTOS
应用程序移植到
OpenIL
上，扩展单
linux
内核成双内核（实时
kernel
和原生态
linux kernel
[27]
）。
这样只需要部署一种
IEEE
标准以太网网络，就既能传输
OT
系统中对实时性要求
较高的控制流量，又能传输
IT
系统中尽力而为的普通以太网流量。在本次研究中，
主要工作集中在
Xenomai colbat
双内核在
OpenIL
中的实现。
图
4-3
是
OpenIL
系统中双内核的架构，
TSN API
是给有实时要求的应用所调
用，通过实时
Xenomai cobalt
核对
TSN switch
进行配置，
kernel
中同时支持
gPTP
协
议（precious time protocol）来同步时间。用户态空间支持通用的
ethernet App
，同
时也支持
TSN
相关的
App
，这样只需要一个系统就同时满足
IT
和
OT
的需求，简
化网络的部署和管理。
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-422200.html
4.3
TSN 交换机软件的功能模块
4.4 TSN 交换机软件功能
TSN
的软件功能由三大块共同实现。分别为用户态的
tsn api
接口，嵌入在
kernel
中的
tsn
配置接口，以及
switchdev
驱动。图 4-8 为软件层面的调用关系。
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用户态的
TSN API
以共享库的形式（
libtsn.so
）分布，对开发者提供统一的接
口。
Api
接口均是以
tsn_xx_set,
或
tsn_xx_get
的形式，其中
xx
代表功能缩写。比
如
qbv
功能设置接口：
tsn_qbv_set, tsn_qbv_get
。
实现原理是通过
Netlink
套接字与内核的
TSN api
模块进行通信。这是
Linux
通用的一种用户进程与内核进程通信的方式，所以不再赘述。我们同时提供
tsntool
可执行文件进行交互的配置方式，
tsntool
就是使用
libtsn.so
实现的。
内核态的
TSN API
作为
kernel
的
Buildin
编译到内核中，在
menuconfig
中配
置是否编译此
TSN
功能接口。这个模块主要提供
tsn_port_register(port, optfunc,
enable)
接口供
switchdev
驱动调用。接口的配置函数最终由回调函数
optfunc
实现。
另一方面，内核态
TSN API
接收
netlink socket
消息（来自用户态
TSN
），解
析后通过
optfunc
函数进行配置，并返回结果给用户。
到了这里，关于基于LS1028 TSN 交换机软件系统设计与实现(三）的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
