具有验证功能的时间敏感网络(TSN)调度制造技术

根据一些实施方式，提供了系统和方法，包括：在验证模块处接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；在验证模块处接收每个数据帧的目的地；在验证模块处接收每个数据帧的最大可容忍时延；经由验证模块确定接收到的调度正确；根据调度传送一个或多个数据帧；经由验证模块访问一个或多个目的地节点；经由验证模块基于访问一个或多个目的地节点，验证一个或多个数据帧在最大可容忍时延内被传送至一个或多个目的地节点；以及基于传送的一个或多个数据帧来控制已安装的产品的一个或多个操作。提供了许多其他方面。

Time sensitive network (TSN) scheduling with verification function

According to some embodiments, a system and method are provided, including: receiving a schedule at a verification module for transmitting one or more data frames to one or more destination nodes via a time sensitive network (TSN); receiving a destination of each data frame at a verification module; receiving a maximum tolerable delay of each data frame at a verification module; determining a reception via a verification module The schedule to is correct; one or more data frames are transmitted according to the schedule; one or more destination nodes are accessed via the authentication module; one or more data frames are transmitted to one or more destination nodes within the maximum tolerable delay based on the access to one or more destination nodes via the authentication module; and one or more data frames are transmitted to control the security One or more operations of the loaded product. Many other aspects are provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有验证功能的时间敏感网络(TSN)调度
技术介绍
工业设备或资产通常被设计为执行作为工业过程的一部分的特定任务。例如，工业资产可包括但不限于生产线上的制造设备、飞机发动机、在风电场发电的风力涡轮机、发电厂、机车、医疗保健或成像设备(例如X射线或MRI系统)或用于患者护理设施的外科套件，或用于采矿作业的钻探设备。这些资产的设计和实现通常考虑到手头任务的物理性质以及此类资产配置为工作所在的环境以及将这些系统分配给的特定操作控制。各种类型的控制系统在不同的传感器、设备、用户接口等之间传送数据，以实现其他动力系统的控制操作。这些动力系统的操作可取决于各种设备之间的数据帧的准时和准确的传输。在指定的时间或指定的时间内未能传输某些数据可能会导致动力系统出现故障，从而可能造成灾难性的后果。例如，未能将传感器数据传输到机车或轨道交通工具系统的控制系统可能导致机车或轨道交通工具系统不能足够早地刹车来避免碰撞。作为另一实例，未能将传感器数据传输到外科套件(suite)的控制系统可能导致挽救生命措施的延迟。如果在指定时间或指定时间内未提供数据，则其他控制系统可能无法实施保护措施，以免损坏或损害系统或其他设备。没有及时的信息，反馈控制系统将无法保持性能和稳定性。一些系统可使用时间敏感网络(TSN)来传送数据。可使用单个设备(例如，离线调度系统)来调度TSN内的通信，单个设备采用通过通信设备之间的网络节点的固定的，不变的路径。TSN还可接收非时间敏感的通信，诸如速率受限的通信和“尽力服务”通信。但是，调度可能不正确，如果正确，则可能无法正确实施。这使得难以维持控制系统的性能和稳定性。期望提供改善通过TSN网络的通信业务流以优化动力系统的操作控制的系统和方法。
技术实现思路
根据一些实施方式，一种方法包括：在验证模块处接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；在验证模块处接收每个数据帧的目的地；在验证模块处接收每个数据帧的最大可容忍时延；经由验证模块确定接收到的调度正确；根据调度传送一个或多个数据帧；经由验证模块访问一个或多个目的地节点；经由验证模块基于对一个或多个目的地节点的访问，验证在最大可容忍时延内一个或多个数据帧被传送至一个或多个目的地节点；以及基于传送的一个或多个数据帧来控制已安装产品的一个或多个操作。根据一些实施方式，一种系统包括：已安装的产品，所述已安装的产品包括多个组件；编程有用于所述已安装的产品的验证模块的计算机，所述验证模块用于验证用于控制所述已安装的产品的操作的调度；所述计算机包括处理器和与该处理器通信的存储器，所述存储器存储所述验证模块和附加程序指令，其中，所述处理器与所述验证模块和附加程序指令一起操作以执行如下功能：接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；接收每个数据帧的目的地；接收每个数据帧的最大可容忍时延；确定收到的调度正确；根据所述调度传送一个或多个数据帧；访问所述一个或多个目的地节点；基于对所述一个或多个目的地节点的访问，验证在最大可容忍时延内所述一个或多个数据帧被传送到所述一个或多个目的地节点；以及基于所述传送的一个或多个数据帧控制已安装的产品的一个或多个操作。根据一些实施方式，一种非暂时性计算机可读介质，其存储指令，该指令在由计算机处理器执行时使该计算机处理器执行包括以下的方法：在验证模块处接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；在所述验证模块接收每个数据帧的目的地；在所述验证模块处接收每个数据帧的最大可容忍时延；经由所述验证模块确定接收到的调度正确；根据所述调度传送一个或多个数据帧；经由所述验证模块访问所述一个或多个目的地节点；经由所述验证模块基于访问所述一个或多个目的地节点，验证在最大可容忍时延内一个或多个数据帧被传送至所述一个或多个目的地节点；以及基于传送的一个或多个数据帧，控制已安装的产品的一个或多个操作。本专利技术的一些实施方式的技术效果是一种改进的和/或计算机化的技术和系统，用于动态地验证和控制通过网络的时间敏感数据和非时间敏感数据的路径。实施方式提供了在真实系统上自动测试和验证调度器的结果。实施方式提供了避免错误的调度，并且向用户提供了调度导引和反馈。实施方式提供了一种网络，该网络可验证和调整调度以精确地匹配数据需求的要求，从而使联网通信系统更加有效。例如，现实世界益处包括测试TSN网络，证实网络上预先计算的TSN调度，了解在不同或故障的网络上可支持给定的TSN调度的程度，逐步调整TSN调度以适应网络和应用帧传输时延要求的变化。借助在下文中将变得显而易见的该优点和其他优点和特征，可通过参考以下详细描述和所附附图来获得对本专利技术的性质的更完整的理解。其他实施方式与存储用于执行本文所述的任何方法的指令的系统和/或计算机可读介质相关联。附图说明图1示出了根据一些实施方式的系统。图2示出了根据一些实施方式的流程图。图3示出了根据一些实施方式的框图。图4示出了根据一些实施方式的流程图。图5示出了根据一些实施方式的系统的框图。具体实施方式各种类型的控制系统按照应用程序的指示在不同的传感器、设备、用户接口等之间传送数据，以实现对动力系统的控制操作。这些动力系统的操作可能依赖于各种设备之间数据帧的准时和准确传输。在指定的时间或指定的时间内未能传输某些数据可能会导致动力系统出现故障，从而可能造成灾难性的后果。没有及时的信息，反馈控制系统将无法保持性能和稳定性。如本文所使用的，反馈控制系统可连续地接收关于动态系统的状态的反馈，并且可在存在“噪声”(例如，干扰系统的任何随机事件)的情况下将命令施加至致动器或其他设备以维持期望的结果。在一个或多个实施方式中，反馈控制系统可以是联网控制系统。如本文所使用的，“联网控制系统”是在数字通信网络上操作的控制系统。反馈控制系统可连续接收反馈并进行调整以维持期望的状态。在一个或多个实施方式中，系统的性能可取决于及时接收状态信息。如果状态反馈信息被延迟，则整个控制系统可能会变得不稳定并且可能失控，从而导致灾难性行为。一些系统可使用时间敏感网络(TSN)来传送与控制系统中使用的特定应用相关联的数据。TSN可至少部分地由时间敏感网络任务组开发的一组标准定义，并且包括一个或多个IEEE802.1标准。可调度TSN内的时间敏感的通信，而不调度非时间敏感的通信，诸如速率受限的通信和“尽力服务”通信，(例如，在没有从端到端的确定性时延的情况下进行发送)。在一个或多个实施方式中，TSN调度器创建一组约束并求解满足约束的解。具体而言，TSN调度器可生成使未调度的通信插入通过网络的调度的通信流中。在一个或多个实施方式中，TSN调度器可接收通信的目的地和该通信在该目的地的预期到达时间作为输入。预期到达时间可以是最大可容忍时延的形式。然后，基于该信息，TSN调度器可生成调度。在一个或多个实施方式中，调度可包括关于何时打开和关闭一个或多个网络队列的一个或多个门以允许通信的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n在验证模块处接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；/n在所述验证模块接收每个数据帧的目的地；/n在所述验证模块处接收每个数据帧的最大可容忍时延；/n经由所述验证模块确定接收到的调度正确；/n根据所述调度传输一个或多个数据帧；/n经由所述验证模块访问所述一个或多个目的地节点；/n经由所述验证模块基于访问所述一个或多个目的地节点，验证一个或多个数据帧在所述最大可容忍时延内被传输至所述一个或多个目的地节点；以及/n基于传输的一个或多个数据帧，控制已安装的产品的一个或多个操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 US 15/485,9461.一种方法，包括：
在验证模块处接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；
在所述验证模块接收每个数据帧的目的地；
在所述验证模块处接收每个数据帧的最大可容忍时延；
经由所述验证模块确定接收到的调度正确；
根据所述调度传输一个或多个数据帧；
经由所述验证模块访问所述一个或多个目的地节点；
经由所述验证模块基于访问所述一个或多个目的地节点，验证一个或多个数据帧在所述最大可容忍时延内被传输至所述一个或多个目的地节点；以及
基于传输的一个或多个数据帧，控制已安装的产品的一个或多个操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，验证还包括：
确定每个数据帧是否到达所述目的地节点。


3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对于到达所述目的地节点的每个数据帧，确定所述数据帧的到达时间是否在指定的时间窗内。


4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对于到达所述目的地节点的每个数据帧，确定所述数据帧的到达时间是否等于预期的到达时间。


5.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对于未到达所述目的地节点的每个数据帧，确定所述数据帧的离开时间是否与所述数据帧的调度的离开时间相同。


6.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对于未到达所述目的地节点的每个数据帧，确定所述数据帧通过所述TSN的推断路径。


7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
分析来自所述推断路径的至少一个点，以确定在这一点发生错误的可能性。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述TSN是确定性以太网。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调度还包括：
一个或多个未调度的数据帧的传输时间与一个或多个调度的数据帧的传输时间的关系。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，每个数据帧的传输时间避免彼此竞争。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述已安装的产品是交通工具、一个或多个医疗设备以及发电设施中的一者。


12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述已安装的产品的操作由联网控制系统控制。


13.一种系统，包括：
已安装的产品，包括多个组件；
计算机，编程有用于所述已安装的产品的验证模块，所述验证模块用于验证用于控制所述已安装的产品的操作的调度；
所述计算机包括处理器和与所述处理器通信的存储器，所述存储器存储所述验证模块和附加程序指令，其中，所述处理器与所述验证模块和所述附加程序指令一起操作以执行如下功能：
接收用于经由时间敏感网络(TSN)向一个或多个目的地节点传输一个或多个数据帧的调度；
接收每个数据帧的目的地；
接收每个数据帧的最大可容忍时延；
确定接收的调度正确；
根据所述调度传输一个或多个数据帧；
访问所述一个或多个目的地节点；
基于访问所述一个或多个目的地节点，验...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·弗兰西斯·布什，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US