用于生成时间敏感网络构造的方法和系统

技术领域

本公开大体上涉及一种用于生成时间敏感网络构造的方法和系统，并且更具体地，涉及用于在时间敏感网络中调度数据流的系统和方法。

背景技术

各种类型的控制系统在不同的传感器、设备和用户界面等之间传送数据，以实现其他动力系统的控制操作。例如，飞行器、机车、汽车、手术室、发电厂等包括许多使用工业以太网网络相互通信的系统以控制飞行器、机车、汽车、手术室和发电厂的操作。

工业以太网网络是基于第2层(以太网)，但增加了专有协议以实现实时通信。一些系统可以使用时间敏感网络(TSN)以使用用于时间同步和流量管理的标准方法来传输数据，从而允许终端设备之间通过标准以太网网络进行确定性通信。IEEE 802.1TSN规范套件标准化了网络协议的第2层通信，其提供确定性通信，同时共享相同的基础设施。例如，建立了各种技术范式的许多标准——时钟同步(802.1AS-2020)、帧抢占(802.1Qbu)、调度流量(802.1Qbv)和冗余管理(802.1CB)。它们必须在以太网第2层协同工作，以确保在满足各自的期限和限制的同时执行关键控制和安全功能。802.1Qbv TSN标准以预定方式为任务和安全关键数据帧提供预定传输。

由于TSN包括更复杂的拓扑，具有冗余或动态变化的链路和大量设备，设备之间的通信流的调度变得越来越复杂和耗时。

发明内容

一方面，本公开涉及一种为所需时间敏感网络(TSN)生成TSN调度的方法，包括限定所需TSN的网络拓扑，该网络拓扑包括通过一组交换节点通信连接的至少一组端节点；限定所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个的一组设备参数；基于限定的网络拓扑和为一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个限定的一组设备参数的至少一个子集，由TSN调度模块来确定所需TSN的TSN调度；和基于确定的TSN调度，为所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个生成每设备构造。

在另一方面，本公开涉及一种用于为所需时间敏感网络(TSN)生成TSN调度的系统，该系统包括一组拓扑输入数据，其存储在存储器中，限定所需TSN的布置，其包括通过一组交换节点通信连接的至少一组端节点；一组数据流输入数据，其存储在存储器中，通过一组交换节点限定在一组端节点之间的通信路径；一组设备参数输入数据，其存储在存储器中，用于所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个；以及TSN调度模块。TSN调度模块进一步被构造为基于一组拓扑输入数据、一组数据流输入数据以及一组设备参数输入数据，为一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个确定所需TSN的TSN调度，和基于确定的TSN调度，为所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个生成每设备构造，。所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个都可根据相应的每设备构造进行操作。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本公开的方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本描述的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1示出了根据如本文所述的方面的系统的示意图。

图2示出了根据本文描述的方面的具有一组数据流的数据网络的示意图。

图3示出了根据本文描述的方面的用于为所需TSN(例如图2的TSN)生成TSN调度构造的系统的示意框图。

具体实施方式

示例性附图仅用于说明的目的，并且所附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可以变化。

如本文所用，元件的术语“组”或“子集”可以是任何数量的元件，包括仅一个。此外，除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释并且可以包括元件的集合之间的中间构件和元件之间的相对运动。因此，连接参考不一定推断两个元件是直接连接的并且彼此具有固定关系。在非限制性示例中，连接或断开可以选择性地构造为提供、启用、禁用等，各个元件之间的电连接或通信连接。

如这里所使用的，“控制器”或“控制器模块”可以包括被构造或适配成为可操作部件提供指令、控制、操作或任何形式的的通信以影响其操作的部件。控制器模块可以包括任何已知的处理器、微控制器或逻辑设备，包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、全权数字引擎控制(FADEC)、航空系统、比例控制器(P)、比例积分控制器(PI)、比例微分控制器(PD)、比例积分微分控制器(PID控制器)、硬件加速逻辑控制器(例如用于编码、解码、转码等)等或它们的组合。控制器模块的非限制性示例可被构造或适配为运行、操作或以其他方式执行程序代码以实现操作或功能结果，包括执行各种方法、功能、处理任务、计算、比较、感测或测量值等，以启用或实现本文描述的技术操作或操作。操作或功能结果可以基于一个或多个输入、存储的数据值、感测或测量值、真或假指示等。可操作或可执行指令集的非限制性示例可包括具有执行特定任务或实现特定抽象数据类型的技术效果的例程、程序、对象、部件、数据结构、算法等。在另一个非限制性示例中，控制器模块还可以包括可由处理器访问的数据存储部件，包括存储器，无论是瞬态的、易失性的或非瞬态的，或者非易失性存储器。

存储器的其他非限制性示例可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或一种或多种不同类型的便携式电子存储器，例如光盘、DVD、CD-ROM、闪存驱动器、通用串行总线(USB)驱动器等，或这些类型的存储器的任何合适组合。在一个示例中，程序代码可以以处理器可访问的机器可读格式存储在存储器内。此外，存储器可以存储各种数据、数据类型、感测的或测量的数据值、输入、生成的或处理的数据等，可由处理器在提供指令、控制或操作以影响功能或可操作结果时访问，如本文所述。在另一个非限制性示例中，控制模块可以包括将第一值与第二值进行比较，并基于满足该比较来操作或控制附加部件的操作。例如，当将感测、测量或提供的值与包括存储或预定值在内的另一值进行比较时，满足该比较可导致可由控制器模块控制的动作、功能或操作。如所使用的，术语“满足”比较在本文中用于表示第一值满足第二值，例如等于或小于第二值，或在第二值的值范围内。将理解，这样的确定可以容易地改变以通过正/负比较或真/假比较来满足。示例比较可以包括将感测或测量值与阈值或阈值范围进行比较。

本公开的方面可以在具有对存储器或数据存储部件的规定的、受限的、授权的或以其他方式受限的“写入-访问”特权的任何环境、装置、系统或方法中实现。如本文所用，“写入-访问”是指向存储器提交更改的可用性或授权，该更改将数据、值、命令、指令或任何其他数据、元件或标识符存储或覆盖到存储器位置，而不管由数据、元件或标识符执行的功能，或不管环境、装置、系统或方法的功能或实现。总的来说，对数据的“访问”或“访问”数据可以指从数据存储读取、查看或以其他方式接收数据、“写入”数据，如上文所述，或其组合。

如本文所用，“拓扑”可指网络的一种或多种布置，其可包括多个节点(例如，发送器设备、接收器设备、交换机或网桥)和在网络中的节点之间的连接线(例如、通信链路或包括有线通信链路或无线通信链路的“跃点”)。每条链路可以通信地联接对应的一对节点。一组链路可以通过它们各自的节点依次联接以限定链路路径，例如在始发节点和目的节点之间。拓扑可以包括但不限于网状拓扑、星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑和树形拓扑中的一种或多种。

如本文所用，术语“已安装产品”应被理解为包括任何种类的机械操作实体、资产，包括但不限于飞行器、喷气发动机、机车、燃气涡轮和风电场及其合并的辅助系统。该术语最适用于安装在系统中的具有许多移动部件、大量传感器和控制的大型复杂动力系统。术语“已安装”包括集成到实际操作中，例如，在运行受动态控制的机队中使用发动机、与铁路运行相关的机车，或在运行厂房中或作为其一部分的装置构造、工厂或供应链中的机器等。如本文所用，术语“已安装产品”和“动力系统”可互换使用。如这里所使用的，术语“自动地”可以指例如可以在很少或没有人工交互的情况下执行的动作。

TSN标准套件由为通信网络建立技术协议的许多标准和子标准组成，例如时钟同步(802.1AS-2020)、帧抢占(802.1Qbu)、调度流量(802.1Qbv)和冗余管理(802.1CB)。这些协议在以太网第2层进行协作，以确保安全并符合其各自的参数和约束。例如，802.1QbvTSN标准以预定方式为安全关键数据帧提供调度传输，并且整体并入本文。如本文所用，“TSN模式”可以指但不限于遵守、配置用于或符合一个或多个IEEE 802.1TSN标准的网络、部件、元件、单元、节点、集线器、交换机、控制、模块、路径、数据、数据帧、流量、协议、操作、传输及其组合。

802.1Qbv TSN标准解决了TSN内关键和非关键数据流量的传输。关键数据流量保证在预定时间交付，而非关键数据流量通常被赋予较低的优先级。已根据IEEE 802 1Q建立了各种流量等级，用于对不同类型的数据流量进行优先级排序。

为了实现所需的可靠性水平，TSN采用时间同步和时间感知数据流量整形。数据流量整形使用调度来控制网络交换机和网桥(例如，节点)上的传输选通。

在一些方面，可在网络操作之前，确定用于TSN中的此类数据流量的调度。在其他方面，可以在初始设计阶段基于系统要求确定数据流量的调度，并根据需要进行更新。例如，除了限定TSN拓扑(包括通信路径、带宽预留和各种其他参数)之外，还可以预限定网络范围内的数据传输同步时间。这种在网络的通信路径上进行数据传输的计划通常被称为“通信调度”或简称为“调度”。如本文将更详细地公开的，可以在特定时间、特定持续时间针对特定路径上的特定数据分组来确定TSN上的数据流量的调度。

TSN中的终端设备或节点之间的时间关键型通信通常包括“TSN流”，也称为“数据流”或简称为“流”。例如，数据流可以包括数据报，例如数据包或数据帧。每个数据流都是单向的，从系统中的第一个始发端或源端设备到第二个目的端设备，具有唯一的标识和时间要求。这些源设备和目标设备通常被称为“说话者(talker)”和“收听者(listeners)”。具体来说，“说话者”和“收听者”分别是数据流的来源和目的地，并且每个数据流都由在系统中运行的终端设备唯一地标识。应当理解，对于包括多个互连设备的给定网络拓扑，可以限定互连设备或节点之间的数据流组。例如，该数据流组可以在互连设备之间。对于数据流组，可以另外限定数据流的各种子集或排列。

终端设备和以太网交换机(通常称为“网桥”或“交换节点”)都基于预定的时间调度在数据流中发送和接收数据(在一个非限制性示例中，以太网帧)。交换节点和终端设备必须在时间上同步，以确保在整个网络中正确遵循数据流的预定时间调度。在其他一些方面，只有以太网交换机可以基于预定的调度传输数据，而终端设备，例如传统设备，可以以未调度的方式传输数据。

可以使用单个设备来调度TSN内的数据流，该设备假定固定的、不变的路径通过网络中的谈话者/收听者设备和交换节点之间的网络。或者，可以使用一组设备或模块来调度数据流。调度设备，无论是单个设备还是一组设备，都可以被安排来限定集中式调度。在其他方面，调度设备可以包括分布式布置。TSN还可以接收非时间敏感通信，例如速率受限的通信。在一个非限制性示例中，调度设备可以包括离线调度系统或模块。

图1示出了根据一些方面的系统100架构的框图。系统100可以包括TSN 128和至少一种已安装的产品102。系统100可以包括至少一种计划的、设计的、构造的或所需的TSN产品(以下简称“TSN产品”102)。)。在本公开的方面的另一个非限制性示例中，TSN产品可以包括已安装的产品，即，原位系统。如上所述，在各个方面，已安装的产品102可以是复杂的机械实体，例如工厂的生产线、燃气发电厂、飞行器上的航空电子数据总线、机队(例如，两架或更多飞行器)中的飞行器上的喷气发动机、飞行器中的数字骨干网、航空电子系统、任务或飞行网络、风电场、机车等。

在各个方面，已安装的产品102可以包括任意数量的终端设备，例如传感器118、120，用户平台设备24，例如人机界面(HMI)或用户界面(UI)124，以及一个或多个致动器126。如本文所用，术语“致动器”可以泛指用于执行与已安装的产品102的操作相关联的任务或操作的设备、部件、模块、装备、机械等。在多个方面中，已安装的产品102还可以包括一个或多个软件应用程序111。

TSN产品102还可以包括控制系统104，其基于由已安装的产品102的设备获得或生成或在它们之间通信的数据来控制TSN产品102的操作，以允许TSN产品102的自动控制和向TSN产品102的运营商或用户提供信息。控制系统104可以限定或确定网络中的数据流和数据流特性。

在非限制性方面，系统100可以包括网络调度或TSN调度310。在这些方面，TSN调度310可以限定或确定发送所有TSN数据帧的调度。在一些方面，TSN调度310可以通信地联接到TSN 128。在其他方面，TSN调度310可以包括不通信地联接到TSN 128的单独的或独立的TSN调度310。在这样的方面，由TSN调度310创建的调度可以通过其他加载协议(例如，ARINC615)、其他格式(例如，ARINC665)或通过手动输入或加载数据传送或提供给TSN 128。在另一方面，TSN调度310可与系统100中的另一部件组合或合并。例如，在非限制性方面，控制系统104可包括TSN调度310。

在一些方面，TSN调度310可以包括存储器316或计算机数据存储以及一个或多个处理器或处理模块，显示为控制器模块312(例如，微处理器、集成电路、现场可编程门阵列等)，其执行操作以确定传输TSN数据帧的调度。控制器模块312可以例如是常规微处理器，并且可以操作以控制TSN调度310的整体功能。存储器316可以向控制器模块312提供信息并且可以存储来自控制器模块312的结果或信息。存储器316可以包括硬盘驱动器、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、闪存等中的一个或多个的任意组合。存储器316可以存储对控制器模块312进行编程以执行如本文所述的功能的软件。

根据一些方面，控制器模块312可以访问存储器316以创建预测或结果(例如，预测的调度或数据流)，该预测或结果可以适当地传输回TSN产品102(例如，用于向用户显示、已安装产品的操作、另一个系统的操作或另一个系统的输入)。

TSN 128可以将来自至少一个TSN产品102的数据(例如，经由数据流)供应给TSN调度310。该数据可以包括与数据流相关的信息，该数据流与TSN 128相关联。TSN调度310被构造为计算、生成或以其他方式确定通过TSN 128传输每个数据流的调度。例如，在一方面，TSN调度310可以接收与一个或多个数据流相关联的信息并且确定每个数据流的分类。基于分类，TSN调度310在一个或多个方面可以确定通过TSN 128的每个数据流的传输的调度。控制系统104可以基于传输的数据或数据帧操作性地控制TSM产品102的一个或多个操作。

在一些方面，TSN 128可以将来自网络TSN调度310的输出供应给诸如HMI/UI 124的用户平台中的至少一个、供应给TSN产品102、供应给其他系统或其组合。在一些方面，由HMI/UI 124、TSN产品102和其他系统接收的信号或数据可以修改TSN产品102的一个或多个物理元件或终端设备的状态或条件或另一属性。

HMI/UI 124可以经由TSN 128进行通信。例如，HMI/UI 124可以接收要呈现给用户或运营商TSN 128、TSN调度310或控制系统104的数据101，并且HMI/UI 124可以将从用户或运营商接收的数据103传送到控制系统104的一个或多个其他设备。HMI/UI 124可以包括显示设备、触摸屏、膝上型计算机、平板电脑、移动电话、扬声器、触觉设备，或向用户或运营商传送或传达信息的其他设备。

在一些方面，传感器118、120可以包括任何常规传感器或换能器。例如，在一方面，传感器118、120中的至少一个可以包括生成视频或图像数据的照相机、x射线检测器、声学拾取设备、转速计、全球定位系统接收器、传输无线信号并检测无线信号的反射以生成图像数据的无线设备或其他设备。

一个或多个致动器126(例如，移动以执行由控制系统104控制的已安装产品102的一个或多个操作的设备、装备或机械)可以使用TSN 128进行通信。致动器126的非限制性示例包括制动器、节气门、机器人设备、医学成像设备、灯、涡轮等。致动器126可以通过TSN128将致动器126的状态数据107传送到已安装产品102的一个或多个其他设备。状态数据107可以表示发送状态数据107的致动器126的位置、状态、健康等。致动器126可以经由TSN128从已安装的产品或控制系统的一个或多个其他设备接收命令数据105。命令数据105可以表示指导致动器126如何或何时移动、操作等的指令。

控制系统104可以响应于一个或多个软件应用程序111经由TSN 128在终端设备之间或之中传送各种数据。例如，控制系统104可以将命令数据105传送到一个或多个设备或从一个或多个设备接收数据109，例如状态数据107或传感器数据122。

例如，在非限制性方面，TSN 128可以使用数据分发服务(未示出)在设备和控制系统104之间或之中传送数据。应当理解，数据分发服务可以是驻留在例如设备118、120、124和126内的网络“中间件”应用程序，以及有助于在网络上构造发布者和订阅者的控制系统104。在其他方面，可以使用其他中间件应用程序。在其他方面，可以省略数据分发服务，并且一个或多个软件应用程序111可以在不使用数据分发服务的情况下管理TSN产品102(及其设备)。

数据分发服务可以代表设备和网络之间的对象管理组(OMG)设备到设备中间件通信标准。数据分发服务可以允许发布者和订阅者之间的通信。术语发布者可以指代向其他设备118、120、124、126发送数据的设备118、120、124和126，而术语订阅者指的是从其他设备118、120、124和126接收数据的设备118、120、124和126。数据分发服务可以在多种网络上运行，诸如作为一个非限制性示例的以太网网络。数据分发服务可以在传输数据的网络和传输数据的应用程序(例如，设备118、120、124和126)之间运行。设备118、120、124和126可以在分布式区域上发布和订阅数据以允许在设备118、120、124和126之间共享各种各样的信息。

在一方面，数据分发服务可以被设备118、120、124和126用来通过TSN 128传送数据101、103、105、107、109、122，TSN 128可以在已安装产品的以太网网络上运行。TSN 128可以至少部分地由时间敏感网络任务组开发的一组标准限定，并且可以包括一个或多个IEEE802.1标准。

基于TSN的确定性网络，包括但不限于以太网网络，可以指示(即，调度)某些数据通信何时发生以确保某些数据帧或包在指定时间段内或在指定时间被传送。在这种基于TSN的以太网网络内的数据传输可以基于网络的全局时间或时间尺度，其对于网络中的或与网络连接的设备可以是相同的，其中设备通信的时间或时隙被调度用于至少某些设备。

为了便于描述和理解，图1中描绘了TSN 128，并且TSN 128被描述为局域网，但也可以是另一种类型的网络。例如，设备，包括与本文描述的系统100和任何其他设备相关联的那些，可以经由任何TSN 128交换信息，TSN 128可以是以下中的一个或多个：局域网(“LAN”)，城域网(“MAN”)、广域网(“WAN”)、专有网络、公共交换电话网(“PSTN”)、无线应用协议(“WAP”)网络、蓝牙网络、无线局域网(“WLAN”)、蜂窝网络(例如5G网络)，或因特网协议(“IP”)网络，例如因特网、内联网或外联网。可以预期，本文描述的任何设备可经由一个或多个此类通信网络进行通信。

在各种非限制性方面，TSN 128可以包括各种类型的物理介质，包括铜、光纤、包括Wi-Fi和5G-RAN的电线，以及波导声学信道等等。

在各个方面，设备118、120、124、126可以使用时间敏感网络128来传送数据122、103、101、107、105、109。如将在本文中更详细地讨论的，TSN 128可以包括通信耦接节点设备的通信链路(未示出)。例如，在一个非限制性方面，设备118、120、124、126可以是终端节点设备。在另一个非限制性方面，TSN 128可以被构造为包括设备118、120、124、126(例如，经由通信链路彼此通信耦接。通信链路是数据流、数据包、帧、数据报或其组合可以在节点设备之间进行通信的连接。通信链路可以是节点设备之间的有线或无线连接。

在一些方面，节点设备可以包括路由器、交换机、中继器或能够接收数据帧或包或将数据帧或包发送到另一节点设备或两者的其他设备。数据可以作为数据帧或数据包在TSN128中传送。数据帧或包可以根据网络或通信调度由节点设备118、120、124、126发布并由另一设备118、120、124、126接收。例如，一个或多个数据帧或数据包可以由传感器118发布并发送到TSN 128，可以由控制系统104订阅。数据帧或数据包作为数据流沿着由通信链路限定的数据传输路径，根据所确定的调度从传感器118到控制系统104到各种节点设备进行传输。

图2示出了根据本公开的方面的用于图1的TSN网络128的简单数据网络240的非限制性示意图。数据网络240可以包括但不限于一组设备或端节点218、220、224、226，包括相应的交换节点260a、260b、260c、260d的一组网络交换单元或交换节点260，以及包括多个相应的链路222a-222m的一组数据传输线或链路222，。一组交换节点260和链路组222共同限定网络结构228，用于经由链路组222和一组交换节点260在去往和来自端节点218、220、224、226的数据流中传输或路由数据流量(例如，数据帧)。在一些方面，网络结构228可以包括网络交换节点260之间的多条链路222以在链路222中提供冗余。

在非限制性方面，数据网络240可以启用第一数据串流(stream)250和第二数据串流270。第一数据串流250可以包括第一组数据流251和第二组数据流252。第二数据串流270可以包括第三组数据流273。第一、第二和第三组数据流251、252、273可以被调度为沿着由链路组222的相应子集限定的路径从相应的始发端节点201流到相应的目的地端节点202。在非限制性方面，端节点218、220、224、226中的每一个可以包括始发端节点201或目的地端节点202，或其组合。在一些方面，交换节点260a-260d可以包括路由器、交换机、网桥、中继器或其他设备，或其组合，能够向另一个节点设备(例如端节点218、220、224、226或另一个交换节点260a-260d)发送或接收数据。链路组222可以包括端节点218、220、224、226或交换节点260a-260d或其组合之间的有线或无线连接。在一个非限制性示例中，网络结构228、一组交换节点260a-d、端节点218、220、224、226和链路组222可以被布置、构造或以其他方式启用以利用基于TSN的传输模式。

一组交换节点260a-d和端节点218、220、224、226中的每一个节点可以经由至少一个链路222a-222m与另一个交换节点260a-260d或端节点218、220、224、226中的至少一个通信耦接。也就是说，在一些方面，每一个链路222可以通信地耦接对应的一对节点218、220、224、226、260a-260d。附加地或替代地，任何数量的交换节点260a-260d可以经由一个或多个链路222a-222m与端节点218、220、224、226中的至少一个通信耦接。例如，如图2的非限制性方面所示，交换节点260a可以经由链路222a和222j分别耦接到端节点218和220，并且进一步经由链路222b和222e分别耦接到交换节点260b和260d。以此方式，每一个端节点218、220、224、226可以经由一组链路222和一组交换节点260与至少一个其他端节点218、220、224、226通信耦接。

例如，在图2中描绘的非限制性方面中，第一组数据流251被描绘为指示相应方向的第一组箭头，顺序排列(在图中从左到右)以指示经由通过链路222a、222b、222c和交换节点260a、260b的顺序串行限定的第一路径231从始发端节点201(例如，端节点218)到目的地端节点202(例如，端节点224)的流。另外，如图所示，第二组数据流252被描绘为指示相应方向的第二组箭头252，顺序排列(从左到右)以指示经由通过链路222d、222h、222f和交换节点260c、260b的顺序串行限定的第二路径232从端节点218到端节点226的流。如图所示，第三组数据流273被描绘为指示相应方向的第三组箭头273，顺序排列(从左到右)以指示经由通过链路222j、222k、222l和交换节点260c、260d的串行限定的第三路径233从端节点220到端节点226的流由。第一、第二和第三组数据流251、252、273的数据流可以在各个不同的时间被独立地调度和传输。第一、第二和第三组数据流251、252、273中的每一个数据流251、252、273可以被调度用于传输，并且随后根据它们各自的调度被传输。

应当理解，虽然为了便于描述和理解，图2中的第一、第二和第三组数据流251、252、273被描绘为同步或同时传输，但不应推断数据流的这种同时传输。应当理解，图2中示出的公开的方面仅是数据网络240的一种简单表示，并且设想了端节点218、220、224、226，交换节点260和链路222的替代拓扑、构造、组织和数量。另外，应当理解，所描绘的数据流仅作为示例，并且在不脱离本文公开的范围的情况下，各方面可以包括具有任意数量的数据流的任意数量的数据串流，该数据流具有任意数量的路径。

图3示出了系统300及其操作的非限制性示例，其用于为一个计划的、设计的、构造的、安装的或所需的TSN产品(包括但不限于图1和图2中描述和布置的TSN产品102)的数据传输生成TSN构造或TSN调度。如图所示，TSN调度模块310可以包括具有处理器314和存储器316的控制器模块312。TSN调度模块310还可以与拓扑输入320、数据流输入330和设备参数输入340通信连接并适配成从拓扑输入320、数据流输入330和设备参数输入340接收输入。系统300还可以包括用户交互部件，例如具有显示器352并且被构造或能够接收用户输入的用户界面(UI)模块350，其示出了第一用户输入354以及第二个用户输入356。响应于接收到一组输入，系统300被构造、启用或以其他方式适配成通过TSN调度模块310可操作地生成由输入限定的TSN(以下称为“所需TSN”)的TSN构造或TSN调度。

如这里所使用的，拓扑输入320可以包括或限定一组拓扑数据、拓扑构造、拓扑信息等，其限定了所需的TSN的布置，包括图2的数据网络240的方面，即一组设备或端节点218、220、224、226，包括各自的交换节点260a、260b、260c、260d的一组网络交换单元或交换节点260，以及包括多个相应的链路222a-222m的一组数据传输线或链路222。虽然包括图2的方面，拓扑输入320的非限制性方面可以包括所需TSN的信息子集或附加的基于拓扑的限定。拓扑输入320数据、参数等的一组非限制性示例可以包括设备属性、设备标识符(例如，在所需的TSN中是唯一的)、设备类别(例如“谈话者”或“收听者”、端节点、交换单元等)、网络标识符(包括但不限于因特网协议地址、媒体访问控制地址等)、预期或确定的设备可靠性、逻辑端口标识符(例如各个设备的多个通信端口)、每一个限定的逻辑端口标识符的物理端口名称，和界面端口可靠性、时间敏感链路的指示等，或其组合。附加地或替代地，拓扑输入320数据、参数等的一组非限制性示例还可包括与一组通信链路222相关联的信息或参数，例如端口分配、链路速度或传输速度能力、与相应链路222相关联或相关的延迟、相应链路222的可靠性，无论相应链路222是否允许或启用对称或非对称通信等，或其组合。

如这里所使用的，数据流输入330可以包括或限定一组数据流、数据串流、传输路径(预定的或以其他方式适配的)等，以限定该组设备或端节点218、220、224、226之间的所需TSN通信路径(如参考图2所示和解释的)。数据流输入330数据、参数等的一组非限制性示例可以包括最大允许延迟、链路带宽、数据帧大小(“有效载荷”)、数据帧目的地、频带分配间隙等，或其组合。虽然包括图2的方面，数据流输入330的非限制性方面可以包括所需TSN的信息子集或附加的基于传输的限定。

如这里所使用的，设备参数输入340可以包括与一组设备或端节点218、220、224、226、一组网络交换单元或交换节点260、一组通信链路222等相关或以其他方式相关联的参数组。

为了为实际工作时间敏感网络生成可行的TSN调度和构造，除了拓扑输入320和数据流输入330之外，还需要额外的设备参数输入340。如本文所用，设备参数输入340数据、参数等，可以包括与一组设备或端节点218、220、224、226，一组网络交换单元或交换节点260，一组通信链路222等相关或以其他方式相关联的一组参数。在非限制性示例中，附加设备参数输入340可以限定最坏情况时间同步误差、最坏情况门操作误差、最大门控制列表大小、最大循环时间、最大门间隔持续时间、传输开始延迟等或其组合。这些设备参数输入340可以至少部分地用于生成可在端节点和交换节点的硬件上实现的TSN调度、构造等。在没有这样的设备参数输入340的情况下，TSN调度模块必须采用最小公分母方法，其中假设所有设备具有导致次优解决方案的最大限制特性。在这个意义上，设备参数输入340能够在TSN128中实现更好的调度解决方案，从而导致改进的性能指标，包括延迟、抖动、分组延迟变化和带宽利用率。

在又一个非限制性示例中，该组设备参数输入340可以进一步描述或涉及由不同操作或制造商创建、编程或以其他方式的设备。在这个意义上，一组设备参数输入340可以限定不同设备(例如，来自多个供应商的异构设备)的组或子集，而不是同构或完全相似的设备。例如，设备参数输入340可以包括但不限于由拓扑输入320限定的网络中的每一个端节点和交换节点的特定构造模型、误差容限、硬件限制、软件限制和固件选项的限定。在这个意义上，设备参数输入340能够调度和配置由来自多个供应商且具有不同特性的设备组成的异构网络。

设备参数输入340的另一个非限制性示例可以包括由所需TSN中的每一个端节点和交换节点支持的特定TSN特征。例如，附加设备参数输入340可以限定节点是否支持时间同步、时间感知整形、异步整形、帧复制和消除可靠性、帧抢占、入口管制和其他TSN特征中的一个或多个。设备参数输入340可以进一步限定由网络中的端节点和交换节点所支持的特征或标准的特定版本或变体。这些设备参数输入340实现混合能力网络的调度和构造，其中端节点和交换节点对所需的TSN特征和版本具有不同程度的支持(包括不支持)。

设备参数输入340的进一步非限制性示例可以包括但不限于用于相应设备或端节点218、220、224、226，网络交换单元或交换节点260等的编程功能的附加参数。例如，附加的设备参数输入340可以限定或启用具有生成的或调度的TSN构造的相应设备的编程。附加设备参数输入340的非限制性示例可以限定或启用相应设备的编程，可以包括但不限于编程方法、通信协议、设备登录名、设备登录密码、设备编程端口、用于编程数据的设备编程文件结构或文件路径、设备编程文件格式、设备构造文件格式、设备调度文件格式等，或其组合。在这个意义上，这组设备参数输入340或其子集限定或启用具有生成的或调度的TSN构造的相应设备的编程(统称为“编程参数”)，并启用或允许系统300更新、安装、编程、构造或以其他方式修改该组设备以响应于或根据所需TSN的调度或构造进行操作。

拓扑输入320、数据流输入330和设备参数输入340或其子集共同限定了所需TSN的结构、布置或物理状态或技术特性，TSN调度310将为其生成TSN调度或TSN构造。在非限制性示例中，可以包括系统300的运行或操作，其中拓扑输入320、数据流输入330和设备参数输入340(包括单独的或唯一的参数输入)的至少一个子集可以是可选的、强制性的或其组合(例如，其中输入320、330、340的第一子集是可选的，而输入320、330、340的第二子集是强制性的)。

如这里所使用的，UI 350可以包括用于接收用户输入的交互部件，被示为第一用户输入354和第二用户输入356。交互部件可以包括但不限于语音交互部件(例如语音识别)、触敏显示器(包括显示器352)、鼠标和键盘输入等，其组合，或任何其他交互机制。在一个非限制性示例中，第一用户输入354可以包括用于指示TSN调度模块310执行调度过程的选项。例如，第一用户输入354可以包括限定是否应该使用连续调度模式的用户输入。如本文所用，“连续调度模式”是TSN调度模块310尝试、设计、或以其他方式生成导致在所需TSN中背靠背调度数据流的调度构造的调度模式。背靠背调度可以允许或实现所需TSN中网络资源的更高利用率。此外，“连续调度模式”的非限制性示例还可包括数据流定时缓冲器以确保没有数据流重叠或冲突被调度。在一个非限制性示例中，限定是否应使用连续调度模式的第一用户输入354可以是二进制输入(是或否、真或假、“选中”或“未选中”框等)，或者可以是尽力而为的输入，其中尝试连续调度模式，但是如果连续调度模式不能完成，则TSN调度模块310的操作不会失败(例如，TSN调度模块310可以默认为另一个操作)。

在另一个非限制性示例中，第二用户输入356可以包括用于指示TSN调度模块310执行调度过程的选项。例如，第二用户输入356可以接收由操作或启动TSN调度模块310的用户提供的提供开始或初始估计、猜测、印象、建议等的用户输入。在一个非限制性示例中，第二用户输入356可以包括针对所需TSN的建议周期时间等，由此TSN调度模块310的操作可以基于第二用户输入356启动针对所需TSN的调度构造的解决。此处使用的，基于第二用户输入356启动对所需TSN的调度构造的解决可以包括但不限于，从在第二用户输入356处接收到的循环时间值开始，或将在第二用户输入356处接收到的循环时间值(或与其相近的值)进行优先级排序。在附加的非限制性实例中，TSN调度模块310在没有用户输入第二用户输入356的情况下可以包括默认循环时间值，或者在TSN调度模块310不能生成或创建调度构造的情况下可以默认回到默认循环时间值。此外，建议的周期时间可以是数值或数学公式，例如最大公分母(GCD)或最小公倍数(LCM)

TSN调度模块310可以被构造为接收该组输入320、330、340、354、356或其子集，并且执行确定性操作以生成用于所需TSN的调度。如图所示，生成的调度、生成的构造等可以表示为“调度构造”360，如图所示。如示意性表示的，调度构造360可以包括但不限于用于根据所需TSN的特性(例如所需的操作特性、指南、过程、程序、需求、数据流、参数、输入320、330、340、354、356或其子集等)操作所需TSN的构造、定时、命令、控制、指令等的集合(collective)或组，或其组合。在这个意义上，TSN调度310的“输出”是一组数据或信息，所需的TSN将通过这些数据或信息可操作。在非限制性示例中，调度构造360可以包括一个或多个数据文件或构造文件，所需的TSN部件将响应于该数据文件或构造文件进行操作。例如，调度构造360可以包括用于每一个相应设备或端节点218、220、224、226(或其子集)、网络交换单元或交换节点260等的数据或构造文件。在另一个非限制性示例中，调度构造360可以包括限定所需TSN的数据流251、252、273中的每一个的数据或构造文件。

在一些方面，调度构造360可以包括用于一个或多个相应节点的单独或集体(例如“全局”)数据帧传输的特定传输信息。传输信息可以包括用于数据帧传输的时间信息。在一个或多个方面，数据帧的调度构造360可以包括传输开始时间。例如，传输开始时间可以是来自相应节点的数据帧传输开始的时间。在一方面，数据帧的传输可以通过相应节点的门的选择性打开以将数据帧作为数据流传输到目的地节点来发起。反过来，可以通过选择性地关闭传输数据帧的相应节点的门来停止或阻止数据帧的传输。调度构造360还可以限定或分配特定路径或链路222a-m，其通信耦接相应节点和另一节点以在其上传输数据流。在特定时间在从相应节点到另一节点的特定路径或链路222a-m上的特定数据帧的计划或执行传输可以限定相应数据流251、252、273的调度。此外，调度构造360可以限定在相应链路222a-m上传输相应数据流251、252、273的持续时间。在一方面，数据流251、252、273在相应链路222a-m上传输的持续时间可由相应节点的门的选择性打开(即，传输数据帧)和门的选择性关闭(即停止向目标节点传输数据帧)之间的时间段来限定门。调度构造360还可以基于提供给TSN调度310的数据流路径或链路要求(例如，如输入320、330、340、354、356所限定的)包括或限定其他参数。

如将理解的，TSN调度310可以被构造为基于提供给TSN调度310的数据流路径或链路要求为每一个相应数据流251、252、273选择或确定相应链路222a-m，并避免与其他数据流251、252、273的争用或冲突。更具体地，TSN调度310可以被构造为调度所有数据流251、252、273(即，在一组链路222上的所有数据帧的传输)并且避免任何链路222a-m上的任何两个或多个数据流251、252、273之间的冲突。在一些方面，可以防止TSN调度310调度将导致冲突的特定数据流251、252、273。即，在非限制性方面，在确定这样的调度将导致冲突的情况下，可以防止TSN调度310在特定时间在特定链路222a-m上调度特定数据流251、252、273。例如，在实例中，TSN调度310可以在特定时间在特定链路222a-m上调度特定数据流251、252、273，并且随后确定如果根据数据流路径或链路要求306调度，则另一个未调度的数据流与调度的特定数据流251、252、273冲突。

在一些情况下，例如在具有大量端节点218、220、224、226和数据流251、252、273的复杂网络中，网络拓扑和数据流路径或链路要求可能导致TSN调度310确定在特定时间在特定链路222a-m上的一个或多个数据流251、252、273的冲突。在为一个或多个链路222a-m上的一个或多个数据流251、252、273确定或识别冲突的情况下，在一个时间或多个时间，可以防止TSN调度310调度具有冲突的一个或多个数据流251,252,273。

通过在输入中限定某些设备参数，与每类调度相反，本公开的方面启用或以其他方式允许每串流调度(每TSN调度310和调度构造360)。传统上，在每类调度中，一组数据流被视为属于单个设备组或类别，并分配给单个队列。相反，在每串流调度中，每一个数据流可以单独处理或调度，并分配到不同的队列。在一个非限制性示例中，每串流调度可以至少部分地基于设备参数输入340的子集，例如一组调度流量队列、一组默认开放队列、一组每端口的队列等，或其组合。

在本公开的又一个非限制性方面，可以包括系统300，其中可以确定、生成或以其他方式修改TSN调度310、调度构造360等，以包括在将调度构造360发送到端节点和交换节点之前对其的唯一调整。唯一调整可以包括但不限于由传输开始时间和传输持续时间限定的“门打开持续时间调整”，以适应设备选通误差。在一个非限制性示例中，设备选通误差可以部分地由设备参数输入340限定。

可选地，可以进一步包括系统300的非限制性方面，其中，例如，不仅可以生成用于操作所需TSN的调度构造360，而且系统300还可以可操作地启用具有相应调度构造360信息的TSN部件218、220、224、226、260的所需组或子集的编程。例如，一个或多个交换机260可以被可操作地启用以通过针对相应交换机260构造生成的调度构造进行编程、更新、升级或以其他方式通知，并且可以进一步由调度构造360信息的相应子集进行编程。TSN设备的可选编程以虚线轮廓370显示。在这个意义上，系统300可以被启用或适于不仅生成调度构造360，而且在所需TSN部件218、220、224、226、260的组或子集内、处或以其他方式实现该调度构造360。如本文所解释的，系统300可以与所需TSN部件218、220、224、226、260的相应组或子集通信地连接，使得调度构造360方面可以被传送到所述TSN部件218、220、224、226、260的相应组或子集中的每一个。在一个非限制性示例中，如本文所解释的，可以至少部分地通过参数输入340来限定所需TSN部件218、220、224、226、260的相应组或子集的编程的方面。

在系统300的另一个非限制性方面，系统300可以生成调度构造360，如本文所解释的，但是允许或启用所生成的调度构造360在相应设备处的替代编程或安装。例如，调度构造360可以经由包括手动安装的其他方法被传送、编程、安装、更新等到端节点和交换机。说明的是，可以包括本公开的另一个非限制性方面，其中调度构造360的至少一部分可以被传递到相应设备的每一个或子集，但是调度构造360可以在以后的非立即时间被加载、启用、操作、执行、安装、编程等。在其他方面，TSN调度310可以包括不与所需TSN通信耦接的单独的或独立的模块。在这些方面，由TSN模块310创建的调度可以通过其他加载协议(例如，ARINC615)、其他格式(例如，ARINC665)或通过手动输入或加载数据传送或提供给所需TSN。在另一方面，TSN调度310可以与系统300中的另一个部件组合。例如，在非限制性示例中，控制系统104可以包括调度模块310。

可以包括系统300的非限制性方面，其中调度构造360可以附加地或替代地被构造为提供所需TSN的数据传输调度的图形显示，例如具有UI 350或显示器352，或其一部分。调度构造360或其部分的图形显示可以向用户提供关于时间的一组通信耦接的端节点之间的所有或部分顺序数据流的视觉表示。调度构造360的图形显示可以包括或显示指示一组数据流的每一个相应数据流的信息。调度构造360的图形显示可以包括或显示指示关于由链路限定的路径中的每一个链路的一组数据流中的每一个数据流的每一个相应数据流的开始时间和持续时间的信息。在一些方面，调度构造360的图形显示可以包括或显示指示每一个链路的对应节点对中的至少一个的信息。在非限制性方面，调度构造360的图形显示可以以瀑布图的形式显示。

瀑布图是一种可视化工具，可以如本文所公开的那样用于分析网络调度和解决冲突。瀑布图或图表可以允许用户将累积或顺序生成的数据可视化以描绘数据流。所需TSN或其部分的瀑布图可以向用户提供关于时间的一组通信耦接的端节点之间的所有或部分顺序数据流的视觉表示。在一些方面，瀑布图可以由一系列竖直排列的横条组成，这些横条在时间线或时间轴上水平延伸。每个横条可以代表一对通信耦接节点之间的特定数据流。

本公开的方面还可以包括通过实现本文描述的系统300来生成例如用于所需TSN的TSN调度的方法。例如，该方法可以包括限定所需TSN的网络拓扑，该网络拓扑包括通过一组交换节点通信连接的至少一组端节点。在一个示例中，该限定的网络拓扑可以包括拓扑输入320。该方法的非限制性示例可以包括为所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个限定一组设备参数，例如本文描述的设备参数输入340。在又一个非限制性示例中，该方法可以包括基于限定的网络拓扑和限定的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个的一组设备参数，由TSN调度模块310确定所需TSN的TSN调度，例如调度构造360。该方法的又一个非限制性示例可以包括基于所确定的TSN调度，为所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个生成每设备构造。

可以使用硬件(例如，电路)、软件或手动方式的任何合适组合来执行本文描述的方法和任何其他过程。例如，计算机可读存储介质可以在其上存储当由机器执行时导致根据本文所述的任何方面的性能的指令。在一个或多个方面，系统300被调节为执行该方法，使得该系统是被构造为执行由通用计算机或设备不能执行的操作的专用元件。体现这些过程的软件可以通过任何非暂时性有形介质存储，包括固定盘、软盘、CD、DVD、闪存驱动器或磁带。以下将针对系统300的方面描述这些过程的示例，但其他方面不限于此。

所描述的顺序仅用于理解，并不意味着以任何方式限制方法或系统300，因为可以理解，方法的部分可以以不同的逻辑顺序进行，可以包括附加的或中间的部分或者该方法的描述部分可以分成多个部分，或者可以省略该方法的描述部分而不减损所描述的方法。

除了以上图中所示的方面和构造之外，本公开还设想了许多其他可能的方面和构造。例如，本公开的一方面设想该方法还可以包括限定一组数据流，例如数据流输入330，通过一组交换节点限定一组端节点之间的通信路径。在另一个示例中，可以包括该方法，其中确定TSN调度进一步基于限定的数据流。在本公开的又一个非限制性方面，该方法可以包括为所需TSN的一组端节点中的每一个、一组交换节点中的每一个、其子集或其组合生成每设备构造数据文件。在本公开的又一个非限制性方面，该方法可以包括使用相应的每设备构造数据文件对一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个进行编程。

在本公开的又一个非限制性方面，该方法可以包括基于相应的每设备构造数据文件，更新一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个中的至少一个，使得一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个根据所确定的TSN调度进行操作。在本公开的又一个非限制性方面，该方法可以包括通过为一组端节点中的每一个端节点和一组交换节点中的每一个限定每设备编程限定来限定一组设备参数。在本公开的又一个非限制性方面，该方法可以包括限定用于一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个的每设备编程限定，该每设备编程限定包括以下中的至少一个子集：编程类限定、登录名、登录密码、编程端口、编程文件结构、编程文件路径或编程文件格式。在本公开的又一个非限制性方面，可以包括该方法，其中至少端节点的子集或交换节点的子集的每设备构造数据文件在端节点的相应子集或交换节点的子集的运行时被实例化。在本公开的又一个非限制性方面，可以包括该方法，其中所限定的设备参数组包括用于一组端节点或一组交换节点中的每一个的TSN约束组。在本公开的又一非限制性方面中，可以包括所述方法，其中确定TSN调度进一步基于一组端节点或一组交换节点中的每一个的一组TSN约束。

本文公开的方面提供了一种用于在时间敏感网络中调度数据流的系统300和方法。技术效果是上述方面能够在时间敏感网络中高效调度数据流。通过以上方面可以实现的一个优点是，可以减少确定时间敏感网络调度所需的时间。可以包括本公开的方面，其中“丰富的”或详细的拓扑模型、设备参数、数据流等可以捕获生成可以在实际硬件上实现的可行的TSN调度构造或TSN调度可行解决方案所需的许多非标准设备和链路特性。在这个意义上，丰富的拓扑信息捕获物理或设备属性，包括但不限于网桥延迟、默认打开队列状态、最坏情况误差、支持的阳模型、硬件限制等。此外，本公开的方面可以生成基于数据输入中限定的每一个链路和设备的相关属性创建可行通信路径或数据流的TSN调度构造。本公开的另一个优点可以包括为所需的TSN生成TSN调度，其中“即时”(例如，在运行期间或在运行时)生成TSN模型是不可行的。

在尚未描述的范围内，各个方面的不同特征和结构可以根据需要彼此组合使用。不能在所有方面都说明一个特征并不意味着将其解释为不可能，而是为了描述的简洁而这样做。因此，不同方面的各种特征可以根据需要混合和匹配以形成新方面，无论新方面是否被明确描述。本文描述的特征的组合或排列由本公开涵盖。

本书面描述使用示例来公开本公开的方面，包括最佳模式，并且还使本领域的技术人员能够实践本公开的方面，包括制造和使用任何设备或系统，以及执行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求的范围内。

本公开的各种特征、方面和优点还可以体现在本公开的方面的任何排列中，包括但不限于列举的方面中限定的以下技术方案：

一种为所需的时间敏感网络(TSN)生成TSN调度的方法，包括：限定所需TSN的网络拓扑，该网络拓扑包括通过一组交换节点通信连接的至少一组端节点；为所需TSN的一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个限定一组设备参数；基于限定的网络拓扑和为一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个的限定的一组设备参数的至少一个子集，由TSN调度模块为所需的TSN确定TSN调度；和基于所确定的TSN调度，为所述所需TSN的所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个生成每设备构造。

如任何前述条款所述的方法，还包括通过所述一组交换节点限定一组数据流，所述一组数据流限定所述一组端节点之间的通信路径。

如任何前述条款所述的方法，其中确定所述TSN调度进一步基于所限定的数据流。

如任何前述条款所述的方法，其中生成所述每设备构造还包括为所述所需TSN的所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个生成每设备构造数据文件。

如任何前述条款所述的方法，还包括使用所述相应的每设备构造数据对所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个进行编程。

如任何前述条款所述的方法，其中编程还包括基于所述相应的每设备构造数据更新所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个中的至少一个，使得所述一组端节点中的每一个和一组交换节点中的每一个根据所确定的TSN调度进行操作。

如任何前述条款所述的方法，其中限定一组设备参数还包括为所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个限定每设备编程限定。

如任何前述条款所述的方法，其中限定每设备编程限定还包括以下中的至少一个子集：编程类限定、登录名、登录密码、编程端口、编程文件结构、编程文件路径或编程文件格式，用于所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个。

如任何前述条款所述的方法，其中用于至少端节点的子集或交换节点的子集的所述每设备构造数据文件在端节点的相应子集或交换节点的所述子集的运行时被实例化。

如任何前述条款所述的方法，其中所限定的一组设备参数包括用于所述一组端节点或所述一组交换节点中的每一个的TSN调度约束集。

如任何前述条款所述的方法，其中确定所述TSN调度还基于所述一组端节点或所述一组交换节点中的每一个的所述一组TSN约束。

一种用于为所需时间敏感网络(TSN)生成TSN调度的系统，所述系统包括：一组拓扑输入数据，其存储在存储器中，限定所需TSN的布置，包括通过一组交换节点通信连接的至少一组端节点；一组数据流输入数据，其存储在存储器中，通过所述一组交换节点限定所述一组端节点之间的通信路径；一组设备参数输入数据，其存储在存储器中，用于所述所需TSN的所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个；和TSN调度模块，构造成：基于所述一组拓扑输入数据、所述一组数据流输入数据和所述一组设备参数输入数据，为所述端节点集的每一个和所述交换节点集的每一个确定所需TSN的TSN调度；和基于所确定的TSN调度，为所述所需TSN的所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个生成每设备构造；其中，所述所需TSN的所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个都可根据相应的每设备构造进行操作。

如任何前述条款所述的系统，其中所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个使用相应的每设备构造编程。

如任何前述条款所述的系统，其中所述TSN调度模块还被构造成生成每设备构造数据文件，并且其中，所述每设备构造数据文件被提供给所述相应的一组端节点中的每一个和所述相应的一组交换节点中的每一个。

如任何前述条款所述的系统，其中所述一组设备参数输入数据为所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个限定每设备编程限定。

如任何前述条款所述的系统，其中所述每设备编程限定还包括以下中的至少一个子集：编程类限定、登录名、登录密码、编程端口、编程文件结构、编程文件路径或编程文件格式，用于所述一组端节点中的每一个和所述一组交换节点中的每一个。

如任何前述条款所述的系统，其中在所述端节点的相应子集或所述交换节点的子集的运行时实例化所述端节点的至少子集或所述交换节点的至少子集的所述每设备构造数据文件。

如任何前述条款所述的系统，其中所述一组设备参数输入数据包括用于所述一组端节点或所述一组交换节点中的每一个的一组TSN约束，并且其中，所述TSN调度模块进一步被构造为基于所述一组端节点或所述一组交换节点中的每一个的一组TSN约束来确定所述TSN调度。

如任何前述条款所述的系统，还包括适于接收至少一个用户输入的用户界面。

如任何前述条款所述的系统，其中所述至少一个用户输入包括建议的周期时间，并且其中所述TSN调度模块进一步被构造为通过对所述建议的周期时间进行优先级排序来确定所述TSN调度。