| 标准编号 | T/CSAE 152-2020 (T/CSAE152-2020) | | 中文名称 | 车载音视频桥（AVB）技术要求 | | 英文名称 | Technical requirements of automotive audio video bridging (AVB) | | 行业 | Chinese Industry Standard | | 中标分类 | T40 | | 字数估计 | 14,159 | | 发布日期 | 2020-08-07 | | 发布机构 | 中国汽车工程学会 | T/CSAE 152-2020
Technical requirements of automotive audio video bridging (AVB)
ICS 33.160.01
T 36
团 体 标 准
车载音视频桥（AVB）技术要求
Technical requirements of automotive audio video bridging（AVB）
Drafting guidelines for commercial grades standard of Chinese medicinal materials
2020-08-07发布
2020-08-07 实施
中国汽车工程学会 发布
目次
前言...II
1 范围...1
2 规范性引用文件...1
3 术语和定义...1
4 缩略语...2
5 车载 AVB网络架构...3
6 功能要求...4
6.1 以太网传输...4
6.2 时间同步...5
6.3 传输调度...6
6.4 流过滤和管控...7
6.5 业务封装...7
6.6 数据加密和完整性保护...7
6.7 帧复制和消除...7
7 节点要求...7
7.1 桥节点...7
7.2 源节点...8
7.3 目标节点...8
参考文献...9
车载音视频桥（AVB）技术要求
1 范围
本标准规定了车载音视频桥的系统功能要求和节点要求。
本标准适用于车企的车载音视频桥企标制定参考，系统厂商、设备厂商的车载音视频桥系统和节点
的开发指导。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IEEE Std 802.1AS 局域和城域网 桥接局域网时间敏感应用的定时和同步 (Local and
metropolitan area networks-Timing and Synchronization for Time-Sensitive Applications in
Bridged Local Area Networks)
IEEE Std 802.1BA 局域和城域网 音视频桥接系统 (Local and metropolitan area networks
-Audio Video Bridging (AVB) Systems)
IEEE Std 802.1Qat 局域和城域网 虚拟桥接局域网 补丁14：流预留(Local and metropolitan
area networks - Virtual Bridged Local Area Networks-Amendment 14:Stream Reservation
IEEE Std 802.1Qav 局域和城域网 虚拟桥接局域网 补丁12：时间敏感业务流的转发与排队增强
(Local and metropolitan area networks-Virtual Bridged Local Area Networks-Amendment 12:
Forwarding and Queuing Enhancementsfor Time-Sensitive Streams)
IEEE Std 1722 桥接局域网的时延敏感应用传输协议(A Transport Protocol for Time-Sensitive
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
车载音视频桥系统 automotive audio video bridging（AVB）system
车载音视频桥网络，以及承载的车载音视频流，共同构成车载音视频桥系统。
3.2
车载音视频桥网络 automotive AVB network
符合本标准要求的桥节点、端节点等节点，通过车载以太网连接构成的连续集合。
3.3
车载音视频流 automotive AVB stream
车载AVB网络中，预留了传输带宽的音视频流。
3.4
流预留域 stream reservation protocol (SRP) domain
车载AVB网络中，具有相同的流预留类别 (SR Class)和AVB流传输优先级的连续节点的逻辑集合。
3.5
时间同步域 generalized precision time protocol (gPTP) domain
车载AVB网络中，符合本标准时间同步要求的连续节点的逻辑集合。
3.6
车载音视频域 automotive AVB domain
SRP域和gPTP域的交集。
3.7
桥节点 bridging node
车载AVB网络中，中转AVB流的桥接设备。
3.8
源节点 source node
车载AVB网络中，AVB流的源终端设备。
3.9
目标节点 target node
车载AVB网络中，AVB流的目标终端设备。
3.10
端节点 end node
源节点Source Node和目标节点Target Node的统称。
4 缩略语
下列缩略语适用于本标准。
节点#1和#6为源节点，提供音视频服务。节点#4、#5、#8和#9为目标节点，节点#2同时作为源节点
和目标节点。目标节点通过桥节点#3和#7，获取源节点提供的音视频服务。所有节点通过IEEE802.3bw
车载AVB网络中，桥节点不是必须的，可仅由源节点和目标节点直接连接构成。
车载AVB网络中，节点配置的SR Class参数不同，SR Class对应的传输优先级不同，将车载AVB网络
分割为2个或多个车载AVB域。
图2左侧的车载AVB网络1中，车载AVB域1包含节点#1～#5，使用SR Class B、优先级3传输车载AVB
流。车载AVB域2包括节点#6～#9，同样使用SR Class B，但配置的传输优先级为2。图2右侧的车载AVB
网络2中，车载AVB域3包含节点#1～#4，使用SR Class B、优先级3传输车载AVB流。车载AVB域4包括节
点#5～#9，使用SR Class A，优先级2。
SR Class A和SR Class B详见本标准的6.3.2。优先级2和3，参考IEEE Std 802.1Q。
图2 包含 2个域的车载 AVB网络架构示例
本标准保障车载AVB流等时延敏感业务在车载AVB域内传输的服务质量QoS，跨车载AVB域的QoS保障
不在本标准范围内。
6 功能要求
6.1 以太网传输
相关要求如下：
--传输速率：支持至少 100 Mbps车载以太网，如 IEEE Std 802.3bw、IEEE Std 802.3bp。
--自动协商 AN：承载 AVB流的车载以太网的 1000BASE-T1 PHY，不宜开启 AN。
--高效以太网 EEE：承载 AVB流车载以太网端口不宜启用 EEE。
--包长约束：以太网包净荷不应超过 1500字节。
6.2 时间同步
6.2.1 同步精度
本标准使用IEEE Std802.1AS定义的时间同步机制，为车载AVB流的对口型、多屏同步播放等需求提
供时间同步基础。车载AVB网络中的所有节点应支持IEEE Std 802.1AS，在不超过7跳的车载AVB网络中，
任意两个节点间的时间误差不超过1 μ s。
6.2.2 节点和端口的时间同步类型
车载AVB网络中，不宜使用最佳主时钟算法BMCA确定时间同步的授时主节点GM，宜使用预配置方式
确定节点在gPTP域中的角色，以及承载AVB流的端口的时钟类型，缩短车载AVB系统启动时间。
一个时刻，车载AVB网络的gPTP域内应有且只有一个节点作为GM，其余节点均为授时从节点Slave。
如图3所示，节点1为GM，其余节点为Slave。GM对接桥节点#3的车载以太网端口为时钟Master端口，对
应的桥节点#3端口为时钟Slave端口，桥节点#3的其他端口为时钟Master端口。
图3 车载 AVB 时间同步域示例
6.2.3 邻节点传导延迟
邻节点传导延迟neighborPropDelay用于计算当前的时间。在车载封闭环境中，邻节点传导延迟相
对固定，授时从节点Slave应在不可破坏存储中预先配置邻节点传导延迟。在启动时，使用预配置的邻
节点传导延迟修正Slave的本地时钟。启动后，通过IEEE Std 802.1AS定义的标准方法，计算并获得邻
节点传导延迟的当前稳定值。当前稳定值可用于刷新预配置的邻节点传输延迟，获得新的预配置邻节点
传输延迟。当前稳定值与预配置的邻节点传输延迟的差异超过100 ns，将当前稳定值作为新的预配置邻
节点传输延迟。多种滤波方法可用于获得当前稳定值，本标准不做约束。
将导致端口同步失败。本标准不允许该情况出现。
Slave可预先配置速率比率rateRatio和邻节点速率比率neighborRateRatio，用于加速时间同步。
6.2.4 时间同步信息发送间隔
在时间同步的不同阶段，灵活调整时间同步消息的发送间隔，平衡不同需求。初始同步阶段，配置
较短的发送间隔，加快同步收敛，支持快速启动。同步维持阶段，配置较长的发送间隔，降低设备负载，
减少带宽占用。gPTP域的所有节点应支持表1所示的时间同步信息发送间隔配置。
表1 推荐的时间同步信息发送间隔配置
时间同步信息发送间隔调整由Slave触发。Slave应在完成时间同步后60 s内发送该调整信息，该调
整信息携带希望使用的Sync/PdelayReq消息发送间隔。桥节点可根据所有活跃时钟Master端口上的间隔
调整信息，触发Slave端口上的消息发送间隔调整，Slave端口的时间同步消息发送间隔，应与所有Master
端口上的时间同步消息发送间隔最小值相等。
6.3 传输调度
6.3.1 带宽预留
车载AVB系统应支持通过预配置方式实现传输带宽预留。在激活AVB流的任一端口上，所有AVB流的
预留带宽累计不宜超过端口带宽的75%。
6.3.2 基于信用的调度机制
车载AVB系统应支持绝对优先级调度机制和基于信用的调度机制CBS，AVB流优先级应高于非AVB流。
绝对优先级调度机制，参考IEEE Std 802.1Q。
基于信用的调度机制CBS，在提供符合AVB流需求的传输带宽基础上，平滑AVB流在整个系统中的传
输，减少网络拥塞，确保传输时延上界在AVB流的要求范围内。AVB流的最大传输时延，为不超过7跳的
车载AVB网络中，AVB流从源节点层2到目标节点层2的端到端时延。CBS的参数定义和技术细节，参考IEEE
Std 802.1Qat。
针对AVB流，本标准定义了4类SR Class模板，如表2所示。
表2 SR Class 模板
实际应用中宜选择其中最多2种SR Class用于传输AVB流，分别对应SR Class A和SR Class B。其中
SR Class A对应最大传输时延要求较高的SR Class模板，在传输中使用优先级3，SR Class B对应最大
传输时延要求较低的SR Class模板，在传输中使用优先级2。当仅使用1种SR Class时，默认为SR Class
B。在激活AVB流的端口上不宜启用IEEEStd 802.3定义的MAC control PAUSE、Priority-based flow
control功能。
6.4 流过滤和管控
使用同一SR Class的多条AVB流，共用该SR Class预留的传输带宽。当某一条AVB流出现异常突发时，
会挤占其他正常AVB流的传输带宽。开启IEEE Std 802.1Qci定义的PSFP特性，对异常流进行过滤，可
避免对其他正常流的影响。
6.5 业务封装
本标准中，AVB流使用IEEE Std1722进行封装。
源节点和目标节点应支持的1722业务封装格式：
a) AAF(AVTP Audio Format)
16bit/24bit PCM 量化、48Khz/44.1Khz 采样率、正常/稀疏的时间戳模式。当目标节点支持
的声道数低于源节点时，目标节点仅播放其声道数对应的音频采样。当源节点音源的声道数变
化时，源节点通过 AAF帧头的 Event字段指示声道变化。更多细节，参考 IEEE Std 1722；
b) CVF(Compressed Video Format)
H.264，MJPEG（Motion JPEG）；
c) IEC 61883/IIDC Format
MPEG2-TS。
1722帧头中的演示时间偏移Presentation Time Offset、最大定时不确定性Maximum Timing
Uncertainty与SR Class的对应关系如表3所示。
表3 Presentation Time、Maximum Timing Uncertainty与 SR Class的对应关系
6.6 数据加密和完整性保护
本标准不涉及AVB流的数据加密和完整性保护约束。
6.7 帧复制和消除
当源节点和目标节点之间存在多条传输路径，通过帧复制和消除技术，使用不同的路径传输，避免
某条路径被干扰或失效导致的丢包或业务中断，可提升AVB流的传输可靠性。源节点进行帧复制，桥节
点和目标节点进行重复帧消除，参考IEEE Std 802.1CB-2017。
7 节点要求
7.1 桥节点
桥节点至少两个端口应符合以下要求。
必选要求：
a) 支持 100 Mbps/1 Gbps 车载以太网；
b) 支持 gPTP时间同步；
c) 支持端口时钟角色配置、邻节点传输延迟配置；
d) 支持 Sync/PdelayReq 传输周期调整；
e) 支持静态带宽预留，所有 AVB流累计带宽占该端口带宽的比例不超过 75%；
f) 至少支持 2类优先级，其中至少一种用于 AVB流；
g) 支持 CBS调度，至少支持 SR Class B；
可选要求：
a) 支持流过滤和管控；
b) 支持帧复制和消除。
7.2 源节点
源节点至少一个端口应符合以下要求。
必选要求：
......
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