以資料封包技術進行跨橋接網路通訊已成為一項全球標準。如今，它廣泛應用於各種不同規模和複雜性各異的系統中，例如伺服器和飛機、小型遙控設備、遠端感測器以及許多物聯網(IoT)應用。
流量控管降低遺失訊框風險
乙太網網路通常由大量端點(電腦和電子設備)和橋接器(交換器和閘道等)組成。無論選擇哪種傳輸協定，資料都會封裝成乙太網訊框，然後從發送端透過多個橋接器(躍點)路由到接收端。訊框的傳輸方式和傳輸時間存在不確定性。傳輸路徑上的橋接器將以較快或較慢的速度進行訊框轉發(store-forward, cut-through)。在網路擁塞的情況下，這些訊框有時需要緩衝一段時間，在最糟情況下甚至可能會丟失。
工業和汽車系統應具有較低的確定性延遲，並且最重要的一點，必須確保無遺失訊框風險的可靠傳輸。流量控管(IEEE 802.1Q-Quality of Service)可解決此需求。流量控管定義了橋接器根據訊框的優先順序對訊框進行處理的策略。流量控管有幾種標準，例如：
I
CBS確保頻寬有效利用
汽車產業主要使用CBS(802.1Qav)和TAS(802.1Qbv)。使用CBS時，每個乙太網設備都會獲得一個用於發送訊框的信用值。只要信用值仍為正數，設備就可以繼續發送訊框。當信用值用完後，設備將無法再發送訊框。必須等到補充信用值後才能再次開始發送。
該策略可確保頻寬的有效利用。其中沒有預定義的時隙。如果端點需要間歇性地發送資料，則可以累積其信用值，然後一次全部用完。使用CBS配置AVB網路比較簡單。
TAS可實現更低延遲
與Qav不同，IEEE 802.1Qbv策略依賴於時隙模型。該策略並非基於要發送的資料量，而是側重於傳輸的頻率。節點不能再進行任意時長的發送，但允許進行很規律地傳輸。這意味著可以實現更低且更具確定性的延遲。
而Qbv的缺點是，無法確保網路頻寬始終得到有效利用。如果端點不使用其時隙，將會丟失這些時隙以及頻寬。但這種影響可透過使用訊框搶占模式進行抵銷(IEEE 802.1Qbu)。
AVNU制定規範確保AVB互通性
系統架構師可以透過各種可用的元件來實現AVB。可以根據系統要求實現不同的AVB子集。雖然這有助於盡可能地減少硬體元件(僅採納實際所需的元件)，但也可能會導致一些互通性問題，因為不同供應商提供的設備不一定支援完全相同的AVB功能。而且，工程師有時會以不同的方式來解釋IEEE標準，因而使情況變得更加複雜。
為了確保供應商之間實現互通性，AVNU聯盟為汽車領域制訂了乙太網AVB功能和互通性規範(圖3)，其中定義了每個設備中應實現的AVB子集和相關參數的基準。對於支援AVB的設備，可以經由外部測試機構或使用內部專用測試設備測試其AVNU相容性。
圖3 典型的乙太網AVB評估系統
在實際應用中，支援AVB的網路包括多個元件，包含交換器、PHY和端點，所有交換器和端點都必須支援AVB才能實現所需的效能。得益於IEEE標準、AVNU和OpenAlliance(檢查R/TM標記)規範，不同供應商提供的元件(如PHY和交換器)如今可實現高水準的互通性。
但是，在端點中實現AVB仍然是一項複雜而繁瑣的任務。這些系統通常基於SoC或高階微控制器而開發，其中需要整合許多軟體：即時操作系統、Autosar架構以及AVB協定堆疊，這些軟體通常需要從協力廠商獲得相應的授權。AVB端點(比如Microchip的LAN9360)是一個令人關注的替代方案。這些端點由一種整合AVB協定的智慧乙太網控制器組成。因此，AVB可以直接部署為基於硬體的解決方案，而無需進行軟體發展。
自IEEE的AVB工作組成立以來，AVB/TSN技術現在已達到很高的成熟度水準。AVB汽車已經上路，越來越多的OEM廠商開始參與其中，得益於其開放式的標準化技術，許多具有互通性的硬體和軟體已作為優化的COTS產品供人們使用。總之，在過去，全乙太網汽車願景曾備受質疑，而如今它不再是遙不可及的夢想。
(本文作者為Microchip AIS產品行銷經理)
全乙太網汽車指日可待(1)