模塊是(shì)FAST平台實現分組處理的(de)基本單元，軟硬件模塊間高效的(de)信息交互對實現軟硬件協同分組處理具有重要(yào / yāo)意義。元數據（Metadata）是(shì)FAST平台中模塊間信息交換的(de)核心數據結構，是(shì)控制分組在(zài)軟硬件模塊間的(de)處理路徑以(yǐ)及信息交換的(de)關鍵。 一、軟硬件協同分組處理流程    FAST平台中傳輸的(de)每個(gè)分組都攜帶一個(gè)元數據塊，用于(yú)存放分組的(de)接收信息（如端口号，接收時(shí)刻等）、路徑控制信息（如下一個(gè)模塊号DMID）、處理的(de)中間狀态（如流分類的(de)标識FlowID）以(yǐ)及用戶自定義狀态信息等。
     FPGA OS必須爲(wéi / wèi)每個(gè)從端口接收的(de)分組創建并初始化一個(gè)元數據塊，每個(gè)軟件UA也(yě)必須爲(wéi / wèi)其産生的(de)分組構建并初始化一個(gè)元數據塊。當硬件模塊把分組DMID設置爲(wéi / wèi)某個(gè)UA的(de)MID，或者UA把分組的(de)DMID設置爲(wéi / wèi)某個(gè)硬件模塊的(de)MID時(shí)，分組需要(yào / yāo)攜帶元數據穿越軟硬件界面，如下圖所示。假設硬件流水線由X、Y、Z三個(gè)模塊組成，作爲(wéi / wèi)流水線最後一級的(de)模塊Z通常爲(wéi / wèi)輸出(chū)引擎，FPGA OS将DMID爲(wéi / wèi)Z的(de)分組送輸出(chū)接口發出(chū)。      如果平台加載了(le／liǎo)一個(gè)軟件程序A，功能是(shì)對p1接口輸入，p2接口輸出(chū)的(de)所有分組進行安全檢查，那麽A可向模塊Z配置規則，将所有輸入接口爲(wéi / wèi)p1，輸出(chū)接口爲(wéi / wèi)p2的(de)分組的(de)DMID設置爲(wéi / wèi)A。因此模塊Z會将分組p的(de)DMID設置爲(wéi / wèi)A，FPGA OS會将p送到(dào)軟件模塊A進行處理，同時(shí)将p的(de)SMID設置爲(wéi / wèi)Z，表示這(zhè)是(shì)硬件模塊Z發出(chū)的(de)分組。      當A完成對p的(de)安全檢查需要(yào / yāo)繼續從p2發出(chū)分組p時(shí)，可将p的(de)DMID設置爲(wéi / wèi)Z，将p再次發送回硬件流水線。雖然p首先經過了(le／liǎo)硬件流水線中的(de)模塊X和(hé / huò)Y，但由于(yú)DMID爲(wéi / wèi)Z，所以(yǐ)X和(hé / huò)Y不(bù)會處理分組p，而(ér)是(shì)将其送到(dào)Z處理。Z發現p的(de)SMID爲(wéi / wèi)A，表示已經過安全檢查，因此會将分組DMID修改爲(wéi / wèi)Z，由FPGA OS從端口發出(chū)。 二、軟硬件協同處理中的(de)信息交互      元數據中除了(le／liǎo)DMID和(hé / huò)SMID字段外，還定義了(le／liǎo)其他(tā)字段用于(yú)模塊間信息的(de)交互。FAST2.0規範定義的(de)元數據包含了(le／liǎo)14個(gè)字段，如下表所示：    根據系統的(de)性能要(yào / yāo)求，開發周期，開發人(rén)員喜好（軟件開發或硬件開發），可将需要(yào / yāo)實現的(de)網絡功能劃分到(dào)不(bù)同的(de)軟硬件模塊中實現（這(zhè)一點後面還會詳細介紹），而(ér)軟硬件模塊間狀态信息的(de)交互需要(yào / yāo)在(zài)元數據中攜帶，例如：
     （1）PST字段：硬件可進行分組解析，包括網絡協議類型或者是(shì)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(dào)硬件實現；      TSN在(zài)轉發流程中擴充的(de)單流過濾和(hé / huò)管控（PSFP）機制主要(yào / yāo)實現三個(gè)功能，一是(shì)單流測量，使用令牌桶機制測量到(dào)達的(de)每條流得流量和(hé / huò)最大(dà)幀長度是(shì)否超過預定合約；二是(shì)時(shí)間門控隊列選擇機制，即将全局時(shí)間（分組到(dào)達的(de)時(shí)刻）加入隊列選擇算法中考慮，重新計算分組内部優先級，并根據内部優先級而(ér)不(bù)是(shì)分組VLAN頭或IP頭中攜帶的(de)外部優先級選擇輸出(chū)隊列号；三是(shì)入隊測量，基于(yú)令牌桶機制對進入特定隊列的(de)流量進行測量，保證進入相應隊列緩存的(de)分組流量滿足一定的(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，即實現将軟件的(de)流分類功能卸載到(dào)硬件實現；      （3）RXTS：硬件實現對分組接收的(de)時(shí)間進行精确标記，軟件UA可以(yǐ)根據這(zhè)個(gè)時(shí)間戳進行時(shí)間敏感的(de)功能處理，這(zhè)對于(yú)精準網絡測量和(hé / huò)IEEE1588時(shí)間同步控制的(de)實現十分關鍵；      （4）UDM：用戶根據需要(yào / yāo)使用16字節的(de)UDM字段實現UA和(hé / huò)特定硬件模塊之(zhī)間的(de)信息傳遞，例如當硬件模塊按照匹配的(de)規則将分組送給軟件UA時(shí)，可以(yǐ)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(zài)将分組發送給硬件時(shí)，也(yě)可以(yǐ)攜帶一些控制硬件處理的(de)信息，如定時(shí)發送的(de)信息等。關于(yú)UDM的(de)使用會在(zài)後續的(de)實際案例中更加詳細的(de)介紹。