模塊是FAST平台實現分組處理(lǐ)的(de)基本單元，軟硬件模塊間高(gāo)效的(de)信息交互對實現軟硬件協同分組處理(lǐ)具有(yǒu)重要意義。元數據（Metadata）是FAST平台中模塊間信息交換的(de)核心數據結構，是控制分組在軟硬件模塊間的(de)處理(lǐ)路徑以及信息交換的(de)關鍵。 一(yī)、軟硬件協同分組處理(lǐ)流程    FAST平台中傳輸的(de)每個分組都攜帶一(yī)個元數據塊，用于存放分組的(de)接收信息（如(rú)端口号，接收時刻等）、路徑控制信息（如(rú)下一(yī)個模塊号DMID）、處理(lǐ)的(de)中間狀态（如(rú)流分類的(de)标識FlowID）以及用戶自(zì)定義狀态信息等。
     FPGA OS必須為(wèi)每個從端口接收的(de)分組創建并初始化一(yī)個元數據塊，每個軟件UA也必須為(wèi)其産生的(de)分組構建并初始化一(yī)個元數據塊。當硬件模塊把分組DMID設置為(wèi)某個UA的(de)MID，或者UA把分組的(de)DMID設置為(wèi)某個硬件模塊的(de)MID時，分組需要攜帶元數據穿越軟硬件界面，如(rú)下圖所示。假設硬件流水線由X、Y、Z三個模塊組成，作為(wèi)流水線最後一(yī)級的(de)模塊Z通常為(wèi)輸出引擎，FPGA OS将DMID為(wèi)Z的(de)分組送輸出接口發出。      如(rú)果平台加載了一(yī)個軟件程序A，功能是對p1接口輸入，p2接口輸出的(de)所有(yǒu)分組進行(xíng)安全檢查，那麽A可(kě)向模塊Z配置規則，将所有(yǒu)輸入接口為(wèi)p1，輸出接口為(wèi)p2的(de)分組的(de)DMID設置為(wèi)A。因此模塊Z會将分組p的(de)DMID設置為(wèi)A，FPGA OS會将p送到軟件模塊A進行(xíng)處理(lǐ)，同時将p的(de)SMID設置為(wèi)Z，表示這是硬件模塊Z發出的(de)分組。      當A完成對p的(de)安全檢查需要繼續從p2發出分組p時，可(kě)将p的(de)DMID設置為(wèi)Z，将p再次發送回硬件流水線。雖然p首先經過了硬件流水線中的(de)模塊X和(hé)Y，但由于DMID為(wèi)Z，所以X和(hé)Y不會處理(lǐ)分組p，而是将其送到Z處理(lǐ)。Z發現p的(de)SMID為(wèi)A，表示已經過安全檢查，因此會将分組DMID修改為(wèi)Z，由FPGA OS從端口發出。 二、軟硬件協同處理(lǐ)中的(de)信息交互      元數據中除了DMID和(hé)SMID字段外，還定義了其他字段用于模塊間信息的(de)交互。FAST2.0規範定義的(de)元數據包含了14個字段，如(rú)下表所示：    根據系統的(de)性能要求，開發周期，開發人員喜好（軟件開發或硬件開發），可(kě)将需要實現的(de)網絡功能劃分到不同的(de)軟硬件模塊中實現（這一(yī)點後面還會詳細介紹），而軟硬件模塊間狀态信息的(de)交互需要在元數據中攜帶，例如(rú)：
     （1）PST字段：硬件可(kě)進行(xíng)分組解析，包括網絡協議類型或者是應用層解析，并将解析的(de)結果通過PST編碼送UA，實現将UA分組解析功能卸載到硬件實現；      TSN在轉發流程中擴充的(de)單流過濾和(hé)管控（PSFP）機(jī)制主要實現三個功能，一(yī)是單流測量，使用令牌桶機(jī)制測量到達的(de)每條流得流量和(hé)最大幀長(cháng)度是否超過預定合約；二是時間門控隊列選擇機(jī)制，即将全局時間（分組到達的(de)時刻）加入隊列選擇算法中考慮，重新計算分組內(nèi)部優先級，并根據內(nèi)部優先級而不是分組VLAN頭或IP頭中攜帶的(de)外部優先級選擇輸出隊列号；三是入隊測量，基于令牌桶機(jī)制對進入特定隊列的(de)流量進行(xíng)測量，保證進入相應隊列緩存的(de)分組流量滿足一(yī)定的(de)合約。      （2）FlowID：硬件實現對分組的(de)分類，然後将分類的(de)結果送UA處理(lǐ)，即實現将軟件的(de)流分類功能卸載到硬件實現；      （3）RXTS：硬件實現對分組接收的(de)時間進行(xíng)精确标記，軟件UA可(kě)以根據這個時間戳進行(xíng)時間敏感的(de)功能處理(lǐ)，這對于精準網絡測量和(hé)IEEE1588時間同步控制的(de)實現十分關鍵；      （4）UDM：用戶根據需要使用16字節的(de)UDM字段實現UA和(hé)特定硬件模塊之間的(de)信息傳遞，例如(rú)當硬件模塊按照匹配的(de)規則将分組送給軟件UA時，可(kě)以攜帶匹配的(de)規則号或軟件預先設置的(de)cookie信息等。軟件在将分組發送給硬件時，也可(kě)以攜帶一(yī)些控制硬件處理(lǐ)的(de)信息，如(rú)定時發送的(de)信息等。關于UDM的(de)使用會在後續的(de)實際案例中更加詳細的(de)介紹。