CQF是(shì)目前TSN标準定義的(de)可實現确定性交換延時(shí)的(de)轉發模型，其交換流程可以(yǐ)方便的(de)映射到(dào)FAST平台的(de)FPGA流水線上(shàng)。FAST流水線的(de)用戶定義輸出(chū)（UDO）模塊可實現用戶定義的(de)分組輸出(chū)控制，支持TSN CQF轉發模型的(de)UDO稱爲(wéi / wèi)CQF-UDO。
本文介紹的(de)CQF-UDO模塊主要(yào / yāo)用于(yú)CQF功能的(de)驗證。面向具體應用的(de)CQF實現需要(yào / yāo)對輸出(chū)隊列數目，輸出(chū)緩沖區大(dà)小等參數進行優化。 一、CQF-UDO實現結構       在(zài)FAST架構下，除了(le／liǎo)流分類，單流流量監測和(hé / huò)基于(yú)PTP協議的(de)全網時(shí)間同步功能由FAST基本流水線和(hé / huò)擴展的(de)PTP-UDA模塊實現外，基于(yú)CQF的(de)流量整型功能由CQF-UDO模塊實現。基于(yú)FAST定義的(de)标準UDO接口信号和(hé / huò)數據交換時(shí)序，CQF-UDO可方便地(dì / de)與FAST基本流水線對接。    （1）模塊組成
      FPGA實現的(de)CQF-UDO模塊的(de)結構如下圖所示。其中Cin和(hé / huò)Cout接口爲(wéi / wèi)模塊的(de)訪問控制接口，軟件可通過該接口對模塊内部的(de)寄存器、計數器和(hé / huò)控制表格進行訪問。模塊通過PKT接口接收和(hé / huò)發送分組，Sync_time信号用于(yú)從PTP-UDA模塊接收全網同步時(shí)鍾，對時(shí)間門控邏輯進行控制。      爲(wéi / wèi)簡化設計，CQF-UDO維護4個(gè)隊列，其中最高優先級的(de)Q7和(hé / huò)Q6以(yǐ)乒乓隊列的(de)形式保存時(shí)間敏感分組，Q4保存帶寬預約流的(de)分組，Q0保存Besteffort分組。當需要(yào / yāo)對時(shí)間敏感分組劃分不(bù)同優先級時(shí)，則需要(yào / yāo)不(bù)同的(de)乒乓隊列保存不(bù)同優先級的(de)時(shí)間敏感分組。      爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)提高存儲效率，CFQ-UDO模塊将所有緩存的(de)分組緩存在(zài)共享的(de)RAM緩沖區PB中緩存，每個(gè)輸出(chū)調度隊列Q0/Q4/Q6/Q7隻保存分組的(de)地(dì / de)址。IC從FBD獲取當前空閑緩沖區的(de)狀态STA，對不(bù)同輸出(chū)隊列采用不(bù)同的(de)緩沖區管理算法，決定到(dào)達的(de)分組是(shì)丢棄還是(shì)送PB緩存。 CQF-UDO包含的(de)主要(yào / yāo)模塊和(hé / huò)功能如下表所示。    （2）關鍵數據結構
     PKT：IC/OC與PB之(zhī)間傳輸，以(yǐ)及PB保存的(de)PKT爲(wéi / wèi)FAST分組結構，即FAST定義的(de)32字節元數據（metadata）加上(shàng)不(bù)含校驗字段的(de)以(yǐ)太網分組。UDO保存FAST元數據的(de)原因是(shì)其中攜帶了(le／liǎo)分組接收時(shí)間戳，可用于(yú)後續透明時(shí)鍾的(de)修訂。      BD：爲(wéi / wèi)PB中512字節緩沖區的(de)地(dì / de)址，初始化時(shí)硬件将所有的(de)空閑BD寫入空閑緩沖區隊列（FBQ），IC在(zài)接收到(dào)分組需要(yào / yāo)将分組寫入PB時(shí)，首先從FBQ讀取空閑BD，OC在(zài)從PB讀取分組發送結束後，将BD釋放寫回FBQ；      PD：分組描述符，包含從分組元數據中提取出(chū)來(lái)的(de)14位的(de)flowID，3位的(de)優先級Pri，以(yǐ)及最多3個(gè)BD信息等。其中Pri是(shì)分組攜帶的(de)優先級，flowID由FAST流水線的(de)GME模塊生成，BD由輸入控制模塊IC獲得。 二、CQF-UDO的(de)配置管理      根據CQF-UDO的(de)實現模型，共有9個(gè)訪問點需要(yào / yāo)軟件進行管理配置。這(zhè)些訪問點共同組成了(le／liǎo)CQF-UDO數據轉發的(de)抽象。用戶可以(yǐ)根據不(bù)同的(de)軟件配置實現輸出(chū)接口的(de)資源預約配置，流量測量和(hé / huò)整型，以(yǐ)及轉發狀态檢測等功能。各訪問點的(de)詳細信息如下表所示。       根據FAST規範，上(shàng)述信息需要(yào / yāo)映射到(dào)一個(gè)32位的(de)虛拟地(dì / de)址空間中。CPU上(shàng)驅動通過訪問這(zhè)些虛拟地(dì / de)址對這(zhè)些信息進行管理。 三、CQF-UDO對标準CQF整型處理的(de)簡化      CQF-UDO模塊實現的(de)CQF功能隻是(shì)标準CQF的(de)一個(gè)子(zǐ)集或是(shì)簡化的(de)實驗版本，主要(yào / yāo)簡化包括：
     1.簡化的(de)入隊流控機制，使用簡單的(de)令牌桶（B，r，L三個(gè)參數）實現代替802.1Q-2014規範定義的(de)基于(yú)信用的(de)整形器（10個(gè)參數）的(de)功能；
     2.使用4個(gè)輸出(chū)隊列代替标準的(de)8個(gè)輸出(chū)隊列，因此隻支持一個(gè)優先級的(de)時(shí)間敏感流量，一個(gè)優先級的(de)預約帶寬流量以(yǐ)及一個(gè)優先級的(de)BE流量。      盡管存在(zài)上(shàng)述簡化，CQF-UDO仍可以(yǐ)對TSN網絡中CQF整型機制進行驗證，實現确定性的(de)傳輸延時(shí)保證。關于(yú)分組緩沖區PB的(de)大(dà)小評估額設置，隊列長度設置以(yǐ)及緩沖區管理算法将在(zài)後續文章中給出(chū)。