2017年(nián)推出的FAST 1.0規範主要支持OpenFlow交換，2018年(nián)推出的FAST 2.0規範在優化流水(shuǐ)線管理配置的同時，擴展UDO模塊以支持IEEE 1588透明時鍾計算(suàn)和網絡測試儀（FAST-ANT）精準的發包控制和輸入分組時間戳标記。2019年(nián)FAST将進一(yī)步優化FAST 硬件(jiàn)流水(shuǐ)線以及FPGA OS的架構，推出3.0規範，以支持時間敏感網絡（TSN）的交換需求。 一(yī)、需求背景      時間敏感網絡（TSN）是工(gōng)業(yè)互聯網和關鍵行業(yè)領域實現确定性交換的重要手段。在2018年(nián)工(gōng)信部發布的《工(gōng)業(yè)互聯網發展行動計劃（2018-2020）》中，明确提出“在汽車、航空航天、石油化工(gōng)、機(jī)械制造、輕工(gōng)家電(diàn)、信息電(diàn)子等重點行業(yè)部署時間敏感網絡交換機(jī)和工(gōng)業(yè)互聯網網關等新技(jì)術(shù)關鍵設備”。      近年(nián)來，IEEE 802.1工(gōng)作組不斷推出新的TSN标準，在802.1Q标準的2018年(nián)版本中增加了大量對2014版本的修訂，而針對2018版本的更多(duō)TSN相(xiàng)關修訂還(hái)在制定過程中。由于ASIC芯片具有至少兩年(nián)的研發周期，因此目前成熟的網絡芯片難以符合最新的TSN規範，FPGA在TSN市(shì)場内大有可為(wèi)。 二、FAST 2.0規範的不足      2018年(nián)6月(yuè)推出的FAST 2.0規範增加了用戶定義輸出控制（UDO）模塊規範，支持網絡接口對IEEE1588規範定義的PTP分組（sync/delay_req/delay_resp）透明時鍾的處理，然而FAST 2.0規範還(hái)難以全面支持TSN交換設備（TSN網絡接口控制器(qì)和TSN交換機(jī)），主要表現在：    （1）缺乏FPGA内部多(duō)時鍾域的時間同步機(jī)制
     FASTFPGA内部的UM邏輯和FPGA OS内部的每個(gè)網絡接口的收發邏輯處于不同的時鍾域，FAST 2.0沒有提供這些異步時鍾域中時間的同步機(jī)制，因此難以精确計算(suàn)PTP分組從(cóng)UM發出時刻與該分組從(cóng)網絡接口發出時刻之間的時間差值，造成時間同步的誤差加大。    （2）FPGA OS和UM之間的反壓機(jī)制難以支持分組的确定性轉發
     FAST2.0與1.0一(yī)樣，UM與FPGA OS之間采用單個(gè)優先級的反壓流量控制機(jī)制，這就(jiù)會(huì)造成分組在FPGA OS和UM内部的轉發延時不可控，特别是低(dī)優先級的分組可能(néng)會(huì)阻塞時間敏感分組的轉發延時，難以滿足TSN标準中的CQF（cyclic queue forwarding）功能(néng)。    （3）缺少1588時間同步的實現模型
     FAST2.0支持交換機(jī)的透明時鍾操作，但難以支持1588同步中的時鍾master和slave端的操作，缺少UM核心時鍾的調整機(jī)制，因此無法支持TSN全網設備時間同步的需求。 三、FAST 3.0的特點      FAST 3.0在全面兼容FAST 2.0硬件(jiàn)UM和UDO設計的基礎上(shàng)，在以下(xià)兩個(gè)方面對FAST 2.0進行升級。    （1）FAST UM核心時鍾與外圍I/O時鍾同步方案
     由FAST UM維護核心時間計數器(qì)，在UM接口規範中增加全局時間輸出相(xiàng)關信号，支持FPGA OS中外圍接口時鍾域與UM内部的核心時鍾進行同步。    （2）提供IEEE 1588同步master/slave模塊
     提供标準的可插入FAST流水(shuǐ)線中獨立工(gōng)作的IEEE 1588時鍾同步模塊，根據配置支持主時鍾工(gōng)作模式和從(cóng)時鍾工(gōng)作模式。    （3）修改FPGA OS實現架構
     取消FAST 2.0中UM發送端與UDO之間的FPGA OS邏輯，将UM發送端直接連接不同輸出接口的UDO模塊。取消UDO到(dào)UM的流控反壓信号，使得用戶可以完全控制從(cóng)UM發送分組到(dào)接口MAC層輸出的延時，便于支持TSN的輸出調度。    （4）擴展UDO的接口信号
     在UDO的接口信号中增加與核心UM中全局時間計數器(qì)的同步信号，支持UDO時間與UM時間同步，便于計算(suàn)分組從(cóng)UM發送到(dào)接口輸出的延時，用于實現PTP協議分組中透明時鍾字段的修正。 四、下(xià)一(yī)步計劃      2019年(nián)1月(yuè)底：完成FAST 3.0 UM和UDO規範草(cǎo)案的制定；
     2019年(nián)2月(yuè)底，面向TSN交換機(jī)和智能(néng)網卡控制面軟件(jiàn)的開(kāi)發需求，在提出對現有FAST的UA軟件(jiàn)架構進行進一(yī)步修訂的方案；
     2019年(nián)3月(yuè)底，基于openbox-S4完成TSN交換的基本功能(néng)演示。
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附： FAST規範的比較