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FAST 3.0流水線擴展模型推出,支持TSN交換!
發布時間:2019-01-11
     由于FAST 2.0的(de)流水線擴展模型難以滿足确定性交換的(de)要求,在保持FAST基本流水線架構不變的(de)前提下,我們提出了FAST 3.0流水線擴展模型。
一(yī)、FAST 2.0流水線擴展模型的(de)不足
      FAST 2.0的(de)流水線擴展模型如(rú)圖1所示。其優點是在保持FAST标準五級流水線(GPP-GKE-GME-GAC-GOE)的(de)基礎上,支持用戶定義解析(UDP)、用戶定義關鍵字提取(UKE)、用戶定義動作(UDA)和(hé)用戶定義輸出(UDO)等模塊的(de)插入,易于功能的(de)擴展。但FAST 2.0在支持TSN方面主要存在兩點不足。
     一(yī)個不足是在GOE和(hé)UDO之間存在用戶邏輯難以控制的(de)FPGA OS提供的(de)分組緩沖區,在極端情況下,當一(yī)個輸出接口發成擁塞後,可(kě)能會阻塞其他端口分組的(de)發送,因此高(gāo)優先級的(de)TSN幀可(kě)能在FPGA OS中被阻塞,難以控制分組的(de)延時;
     第二個不足是UDP隻能插入到GPP之後,隻能在GPP支持的(de)IPv4、IPv6和(hé)ARP三個解析樹的(de)基礎上對分組的(de)L4-L7協議進行(xíng)進一(yī)步解析,而難以支持直接封裝在以太網中的(de)PTP協議(IEEE 1588)幀的(de)解析。

圖1 FAST 2.0的(de)流水線擴展模型
二、3.1版本簡介
     FAST3.0流水線擴展模型如(rú)圖2所示。在兩個方面對FAST 2.0擴展模型進行(xíng)了改進。一(yī)是增加了Pre-Ingress流水線段,支持對GPP不支持的(de)協議幀進行(xíng)解析和(hé)處理(lǐ),避免GPP将1588等未知協議幀定向到軟件處理(lǐ)或丢棄;二是将GOE直接與UDO連接,避免了分組輸出延時的(de)不确定性,可(kě)以有(yǒu)效支持在UDO中實現各種QoS保證功能,為(wèi)基于FAST架構的(de)TSN交換實現奠定了基礎。

圖2 FAST 3.0的(de)流水線擴展模型
      FAST 3.0流水線擴展模型不修改模塊的(de)接口規範,因此兼容基于FAST2.0的(de)所有(yǒu)設計。
三、相關工作進展
     1. FAST社區已經完成對FAST流水線擴展模型介紹文檔的(de)更新,參見(http://fastswitch.org/col.jsp?id=101) “FAST入門(7)FAST硬件流水線之三(修訂版)”
     2. 湖南新實在Openbox-S4上實現了支持FAST3.0擴展模型的(de)FPGA OS(正在測試),預計1月底正式推出。