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的流水線擴展模型難以滿足確定性交換的要求，在保持FAST基本流水線架構不變的前提下，我們提出了FAST 3.0流水線擴展模型。
一、FAST 2.0流水線擴展模型的不足
FAST 2.0的流水線擴展模型如圖1所示。其優點是在保持FAST標準五級流水線（GPP-GKE-GME-GAC-GOE）的基礎上，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）和用戶定義輸出（UDO）等模塊的插入，易于功能的擴展。但FAST 2.0在支持TSN方面主要存在兩點不足。
一個不足是在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，在極端情況下，當一個輸出接口發成擁塞后，可能會阻塞其他端口分組的發送，因此高優先級的TSN幀可能在FPGA OS中被阻塞，難以控制分組的延時；
第二個不足是UDP只能插入到GPP之后，只能在GPP支持的IPv4、IPv6和ARP三個解析樹的基礎上對分組的L4-L7協議進行進一步解析，而難以支持直接封裝在以太網中的PTP協議（IEEE 1588）幀的解析。
圖1 FAST 2.0的流水線擴展模型
二、3.1版本簡介
FAST3.0流水線擴展模型如圖2所示。在兩個方面對FAST 2.0擴展模型進行了改進。一是增加了Pre-Ingress流水線段，支持對GPP不支持的協議幀進行解析和處理，避免GPP將1588等未知協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的不確定性，可以有效支持在UDO中實現各種QoS保證功能，為基于FAST架構的TSN交換實現奠定了基礎。
圖2 FAST 3.0的流水線擴展模型
FAST 3.0流水線擴展模型不修改模塊的接口規范，因此兼容基于FAST2.0的所有設計。
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FPGA OS（正在測試），預計1月底正式推出。
