CQF是目前TSN标準定義的可實現确定性交換延時的轉發模型，其交換流程可以方便的映射到(dào)FAST平台的FPGA流水(shuǐ)線上(shàng)。FAST流水(shuǐ)線的用戶定義輸出（UDO）模塊可實現用戶定義的分組輸出控制，支持TSN CQF轉發模型的UDO稱為(wèi)CQF-UDO。
本文介紹的CQF-UDO模塊主要用于CQF功能(néng)的驗證。面向具體應用的CQF實現需要對輸出隊列數目，輸出緩沖區大小(xiǎo)等參數進行優化。 一(yī)、CQF-UDO實現結構       在FAST架構下(xià)，除了流分類，單流流量監測和基于PTP協議的全網時間同步功能(néng)由FAST基本流水(shuǐ)線和擴展的PTP-UDA模塊實現外，基于CQF的流量整型功能(néng)由CQF-UDO模塊實現。基于FAST定義的标準UDO接口信号和數據交換時序，CQF-UDO可方便地與FAST基本流水(shuǐ)線對接。    （1）模塊組成
      FPGA實現的CQF-UDO模塊的結構如下(xià)圖所示。其中Cin和Cout接口為(wèi)模塊的訪問控制接口，軟件(jiàn)可通(tōng)過該接口對模塊内部的寄存器(qì)、計數器(qì)和控制表格進行訪問。模塊通(tōng)過PKT接口接收和發送分組，Sync_time信号用于從(cóng)PTP-UDA模塊接收全網同步時鍾，對時間門(mén)控邏輯進行控制。      為(wèi)簡化設計，CQF-UDO維護4個(gè)隊列，其中最高(gāo)優先級的Q7和Q6以乒乓隊列的形式保存時間敏感分組，Q4保存帶寬預約流的分組，Q0保存Besteffort分組。當需要對時間敏感分組劃分不同優先級時，則需要不同的乒乓隊列保存不同優先級的時間敏感分組。      為(wèi)了提高(gāo)存儲效率，CFQ-UDO模塊将所有緩存的分組緩存在共享的RAM緩沖區PB中緩存，每個(gè)輸出調度隊列Q0/Q4/Q6/Q7隻保存分組的地址。IC從(cóng)FBD獲取當前空閑緩沖區的狀态STA，對不同輸出隊列采用不同的緩沖區管理算(suàn)法，決定到(dào)達的分組是丢棄還(hái)是送PB緩存。 CQF-UDO包含的主要模塊和功能(néng)如下(xià)表所示。    （2）關鍵數據結構
     PKT：IC/OC與PB之間傳輸，以及PB保存的PKT為(wèi)FAST分組結構，即FAST定義的32字節元數據（metadata）加上(shàng)不含校驗字段的以太網分組。UDO保存FAST元數據的原因是其中攜帶了分組接收時間戳，可用于後續透明時鍾的修訂。      BD：為(wèi)PB中512字節緩沖區的地址，初始化時硬件(jiàn)将所有的空閑BD寫入空閑緩沖區隊列（FBQ），IC在接收到(dào)分組需要将分組寫入PB時，首先從(cóng)FBQ讀(dú)取空閑BD，OC在從(cóng)PB讀(dú)取分組發送結束後，将BD釋放(fàng)寫回FBQ；      PD：分組描述符，包含從(cóng)分組元數據中提取出來的14位的flowID，3位的優先級Pri，以及最多(duō)3個(gè)BD信息等。其中Pri是分組攜帶的優先級，flowID由FAST流水(shuǐ)線的GME模塊生(shēng)成，BD由輸入控制模塊IC獲得。 二、CQF-UDO的配置管理      根據CQF-UDO的實現模型，共有9個(gè)訪問點需要軟件(jiàn)進行管理配置。這些訪問點共同組成了CQF-UDO數據轉發的抽象。用戶可以根據不同的軟件(jiàn)配置實現輸出接口的資源預約配置，流量測量和整型，以及轉發狀态檢測等功能(néng)。各訪問點的詳細信息如下(xià)表所示。       根據FAST規範，上(shàng)述信息需要映射到(dào)一(yī)個(gè)32位的虛拟地址空間中。CPU上(shàng)驅動通(tōng)過訪問這些虛拟地址對這些信息進行管理。 三、CQF-UDO對标準CQF整型處理的簡化      CQF-UDO模塊實現的CQF功能(néng)隻是标準CQF的一(yī)個(gè)子集或是簡化的實驗版本，主要簡化包括：
     1.簡化的入隊流控機(jī)制，使用簡單的令牌桶（B，r，L三個(gè)參數）實現代替802.1Q-2014規範定義的基于信用的整形器(qì)（10個(gè)參數）的功能(néng)；
     2.使用4個(gè)輸出隊列代替标準的8個(gè)輸出隊列，因此隻支持一(yī)個(gè)優先級的時間敏感流量，一(yī)個(gè)優先級的預約帶寬流量以及一(yī)個(gè)優先級的BE流量。      盡管存在上(shàng)述簡化，CQF-UDO仍可以對TSN網絡中CQF整型機(jī)制進行驗證，實現确定性的傳輸延時保證。關于分組緩沖區PB的大小(xiǎo)評估額設置，隊列長(cháng)度設置以及緩沖區管理算(suàn)法将在後續文章中給出。