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FAST 3.0流水線(xiàn)扩展模型推出,支持TSN交换!
发布时间:2019-01-11
     由于FAST 2.0的流水線(xiàn)扩展模型难以满足确定性交换的要求,在保持FAST基本流水線(xiàn)架构不变的前提下,我们提出了FAST 3.0流水線(xiàn)扩展模型。
一、FAST 2.0流水線(xiàn)扩展模型的不足
      FAST 2.0的流水線(xiàn)扩展模型如图1所示。其优点是在保持FAST标准五级流水線(xiàn)(GPP-GKE-GME-GAC-GOE)的基础上,支持用(yòng)户定义解析(UDP)、用(yòng)户定义关键字提取(UKE)、用(yòng)户定义动作(UDA)和用(yòng)户定义输出(UDO)等模块的插入,易于功能(néng)的扩展。但FAST 2.0在支持TSN方面主要存在两点不足。
     一个不足是在GOE和UDO之间存在用(yòng)户逻辑难以控制的FPGA OS提供的分(fēn)组缓冲區(qū),在极端情况下,当一个输出接口发成拥塞后,可(kě)能(néng)会阻塞其他(tā)端口分(fēn)组的发送,因此高优先级的TSN帧可(kě)能(néng)在FPGA OS中被阻塞,难以控制分(fēn)组的延时;
     第二个不足是UDP只能(néng)插入到GPP之后,只能(néng)在GPP支持的IPv4、IPv6和ARP三个解析树的基础上对分(fēn)组的L4-L7协议进行进一步解析,而难以支持直接封装在以太网中的PTP协议(IEEE 1588)帧的解析。

图1 FAST 2.0的流水線(xiàn)扩展模型
二、3.1版本简介
     FAST3.0流水線(xiàn)扩展模型如图2所示。在两个方面对FAST 2.0扩展模型进行了改进。一是增加了Pre-Ingress流水線(xiàn)段,支持对GPP不支持的协议帧进行解析和处理(lǐ),避免GPP将1588等未知协议帧定向到软件处理(lǐ)或丢弃;二是将GOE直接与UDO连接,避免了分(fēn)组输出延时的不确定性,可(kě)以有(yǒu)效支持在UDO中实现各种QoS保证功能(néng),為(wèi)基于FAST架构的TSN交换实现奠定了基础。

图2 FAST 3.0的流水線(xiàn)扩展模型
      FAST 3.0流水線(xiàn)扩展模型不修改模块的接口规范,因此兼容基于FAST2.0的所有(yǒu)设计。
三、相关工作进展
     1. FAST社區(qū)已经完成对FAST流水線(xiàn)扩展模型介绍文(wén)档的更新(xīn),参见(http://fastswitch.org/col.jsp?id=101) “FAST入门(7)FAST硬件流水線(xiàn)之三(修订版)”
     2. 湖(hú)南新(xīn)实在Openbox-S4上实现了支持FAST3.0扩展模型的FPGA OS(正在测试),预计1月底正式推出。
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