FAST 3.0流水線擴(kuò)展模型推出，支持TSN交換！
發(fā)布時(shí)間：2019-01-11
由于FAST 2.0的流水線擴(kuò)展模型難以滿足確定性交換的要求，在保持FAST基本流水線架構(gòu)不變的前提下，我們提出了FAST 3.0流水線擴(kuò)展模型。
一、FAST 2.0流水線擴(kuò)展模型的不足
FAST 2.0的流水線擴(kuò)展模型如圖1所示。其優(yōu)點(diǎn)是在保持FAST標(biāo)準(zhǔn)五級(jí)流水線（GPP-GKE-GME-GAC-GOE）的基礎(chǔ)上，支持用戶定義解析（UDP）、用戶定義關(guān)鍵字提取（UKE）、用戶定義動(dòng)作（UDA）和用戶定義輸出（UDO）等模塊的插入，易于功能的擴(kuò)展。但FAST 2.0在支持TSN方面主要存在兩點(diǎn)不足。
一個(gè)不足是在GOE和UDO之間存在用戶邏輯難以控制的FPGA OS提供的分組緩沖區(qū)，在極端情況下，當(dāng)一個(gè)輸出接口發(fā)成擁塞后，可能會(huì)阻塞其他端口分組的發(fā)送，因此高優(yōu)先級(jí)的TSN幀可能在FPGA OS中被阻塞，難以控制分組的延時(shí)；
第二個(gè)不足是UDP只能插入到GPP之后，只能在GPP支持的IPv4、IPv6和ARP三個(gè)解析樹(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)分組的L4-L7協(xié)議進(jìn)行進(jìn)一步解析，而難以支持直接封裝在以太網(wǎng)中的PTP協(xié)議（IEEE 1588）幀的解析。
圖1 FAST 2.0的流水線擴(kuò)展模型
二、3.1版本簡(jiǎn)介
FAST3.0流水線擴(kuò)展模型如圖2所示。在兩個(gè)方面對(duì)FAST 2.0擴(kuò)展模型進(jìn)行了改進(jìn)。一是增加了Pre-Ingress流水線段，支持對(duì)GPP不支持的協(xié)議幀進(jìn)行解析和處理，避免GPP將1588等未知協(xié)議幀定向到軟件處理或丟棄；二是將GOE直接與UDO連接，避免了分組輸出延時(shí)的不確定性，可以有效支持在UDO中實(shí)現(xiàn)各種QoS保證功能，為基于FAST架構(gòu)的TSN交換實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
圖2 FAST 3.0的流水線擴(kuò)展模型
FAST 3.0流水線擴(kuò)展模型不修改模塊的接口規(guī)范，因此兼容基于FAST2.0的所有設(shè)計(jì)。
三、相關(guān)工作進(jìn)展
1. FAST社區(qū)已經(jīng)完成對(duì)FAST流水線擴(kuò)展模型介紹文檔的更新，參見(jiàn)（http://fastswitch.org/col.jsp?id=101） “FAST入門（7）FAST硬件流水線之三（修訂版）”
2. 湖南新實(shí)在Openbox-S4上實(shí)現(xiàn)了支持FAST3.0擴(kuò)展模型的FPGA OS（正在測(cè)試），預(yù)計(jì)1月底正式推出。
