Systemdesign / Praxistest TSN

An der Applikationskante

12. April 2019, 10:26 Uhr | Dr. Constantin Tomaras, Ressortredakteur für Systemdesign, DESIGN&ELEKTRONIK
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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Testcase, TSN-Compliance und Fazit

Für eine tiefere Analyse des Netzwerkverkehrs bietet sich das Wireshark-Werkzeug an. Dazu wird auf der Fedora-25-Server-Variante, der xorg-Server und gnome installiert und der Desktop mit startx /usr/bin/gnome-session gestartet.

Bild 4: Mit dem Wireshark können u.a. zeitgestempelte Pakete der  Teststrecke sowie der Synchronisierungsverkehr überwacht werden.
Bild 4: Mit dem Wireshark können u.a. zeitgestempelte Pakete der Teststrecke sowie der Synchronisierungsverkehr überwacht werden.
© DESIGN&ELEKTRONIK / (ct)

Im Anschluss muss für Wireshark noch das GTK-UI installiert werden, danach können die Telegrammanteile für den Testfall vollständig analysiert werden (Bild 4). Das kann vor allem zum Verständnis etwaiger Synchronisierungsfehler und künftig auch des Telegramm-Vorschubs nach 802.1bu nützlich sein.

Harte TSN-Compliance-Fakten konnten in dieser Konfiguration allerdings nicht ohne Weiteres erzielt werden. Das vorliegende Messergebnis von Kontron (Bild 5) zeigt zumindest, dass das PTP-Protokoll (IEEE 1588) durchgängig mit etwa 33 ns Genauigkeit synchronisiert. Der Wert beinhaltet eine konstante Verzögerung am Testport (SMA) gegenüber der internen Uhr (etwa 16 ns).

Kontron S&T / (cn)
Bild 5: Genauigkeit der IEEE 1855 PTP-Synchronisierung nach Kontron
© Kontron S&T / (cn)

Fazit

Kontrons TSN-Starterkit hat die TSN-Verbindung bis kurz vor die Anwendungsebene integriert: die Parametrierung des Schalters gemäß Anwendung und Umgebung, muss derzeit noch mit Papier und Bleistift errechnet und dann händisch im System hinterlegt werden. Das Handbuch ist gut lesbar aber in Wahrheit eher eine Dokumentation der Implementierung bis hin zu diesem Auslieferungszustand. Das gebotene Setup ist also operativ und richtet sich an den anwendungsnahen Software-Entwickler, der die Hardware-Ebene verlässlich und zielführend nach den jeweiligen Anforderungen parametrieren muss. Ein tiefgreifenderes Verständnis der vorhandenen Middleware oder weiterführende Analysemöglichkeiten wird der Anwender selbst erarbeiten müssen. Aus Sicht des OT-Entwicklers, der IP-Stapel, OSI-Modell und Standard-Tooling noch unzureichend kennt, wäre ein Anhang mit CheatSheets für die obigen Standardwerkzeuge im Handbuch noch zielführender. (ct)

References

[1] Time-Sensitive Networking task group:
http://www.ieee802.org/1/pages/tsn.html

[2] https://de.wikipedia.org/wiki/Time-Sensitive_Networking

[3] Ab einer hinreichend großen Anzahl von Knotenpunkten ist
Emulation eine geeignete Alternative zur Erstimplementierung.

[4] TSN-Starterkit Manual, Seite 30

[5] https://www.tcpdump.org/manpages/pcap-filter.7.html


  1. An der Applikationskante
  2. Lieferumfang: Hard- und Software
  3. Werkzeuge zur Implementierung
  4. Testcase, TSN-Compliance und Fazit

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