模塊是FAST平台實現(xiàn)分組處理(lǐ)的基本單元，軟硬件模塊間高(gāo)效的信息交互對(duì)實現(xiàn)軟硬件協同分組處理(lǐ)具有重要意義。元數據（Metadata）是FAST平台中模塊間信息交換的核心數據結構，是控制分組在軟硬件模塊間的處理(lǐ)路徑以及信息交換的關鍵。 一、軟硬件協同分組處理(lǐ)流程    FAST平台中傳輸的每個分組都攜帶一個元數據塊，用(yòng)于存放(fàng)分組的接收信息（如端口号，接收時(shí)刻等）、路徑控制信息（如下(xià)一個模塊号DMID）、處理(lǐ)的中間狀态（如流分類的标識FlowID）以及用(yòng)戶自(zì)定義狀态信息等。
     FPGA OS必須爲每個從(cóng)端口接收的分組創建并初始化一個元數據塊，每個軟件UA也(yě)必須爲其産生的分組構建并初始化一個元數據塊。當硬件模塊把分組DMID設置爲某個UA的MID，或者UA把分組的DMID設置爲某個硬件模塊的MID時(shí)，分組需要攜帶元數據穿越軟硬件界面，如下(xià)圖所示。假設硬件流水(shuǐ)線由X、Y、Z三個模塊組成，作(zuò)爲流水(shuǐ)線最後一級的模塊Z通常爲輸出引擎，FPGA OS将DMID爲Z的分組送輸出接口發出。      如果平台加載了(le)一個軟件程序A，功能(néng)是對(duì)p1接口輸入，p2接口輸出的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p1，輸出接口爲p2的分組的DMID設置爲A。因此模塊Z會(huì)将分組p的DMID設置爲A，FPGA OS會(huì)将p送到(dào)軟件模塊A進行處理(lǐ)，同時(shí)将p的SMID設置爲Z，表示這(zhè)是硬件模塊Z發出的分組。      當A完成對(duì)p的安全檢查需要繼續從(cóng)p2發出分組p時(shí)，可将p的DMID設置爲Z，将p再次發送回硬件流水(shuǐ)線。雖然p首先經過了(le)硬件流水(shuǐ)線中的模塊X和(hé)Y，但(dàn)由于DMID爲Z，所以X和(hé)Y不會(huì)處理(lǐ)分組p，而是将其送到(dào)Z處理(lǐ)。Z發現(xiàn)p的SMID爲A，表示已經過安全檢查，因此會(huì)将分組DMID修改爲Z，由FPGA OS從(cóng)端口發出。 二、軟硬件協同處理(lǐ)中的信息交互      元數據中除了(le)DMID和(hé)SMID字段外(wài)，還定義了(le)其他(tā)字段用(yòng)于模塊間信息的交互。FAST2.0規範定義的元數據包含了(le)14個字段，如下(xià)表所示：    根據系統的性能(néng)要求，開(kāi)發周期，開(kāi)發人員喜好(hǎo)（軟件開(kāi)發或硬件開(kāi)發），可将需要實現(xiàn)的網絡功能(néng)劃分到(dào)不同的軟硬件模塊中實現(xiàn)（這(zhè)一點後面還會(huì)詳細介紹），而軟硬件模塊間狀态信息的交互需要在元數據中攜帶，例如：
     （1）PST字段：硬件可進行分組解析，包括網絡協議(yì)類型或者是應用(yòng)層解析，并将解析的結果通過PST編碼送UA，實現(xiàn)将UA分組解析功能(néng)卸載到(dào)硬件實現(xiàn)；      TSN在轉發流程中擴充的單流過濾和(hé)管控（PSFP）機制主要實現(xiàn)三個功能(néng)，一是單流測量，使用(yòng)令牌桶機制測量到(dào)達的每條流得流量和(hé)最大(dà)幀長度是否超過預定合約；二是時(shí)間門(mén)控隊列選擇機制，即将全局時(shí)間（分組到(dào)達的時(shí)刻）加入隊列選擇算(suàn)法中考慮，重新計(jì)算(suàn)分組内部優先級，并根據内部優先級而不是分組VLAN頭或IP頭中攜帶的外(wài)部優先級選擇輸出隊列号；三是入隊測量，基于令牌桶機制對(duì)進入特定隊列的流量進行測量，保證進入相應隊列緩存的分組流量滿足一定的合約。      （2）FlowID：硬件實現(xiàn)對(duì)分組的分類，然後将分類的結果送UA處理(lǐ)，即實現(xiàn)将軟件的流分類功能(néng)卸載到(dào)硬件實現(xiàn)；      （3）RXTS：硬件實現(xiàn)對(duì)分組接收的時(shí)間進行精确标記，軟件UA可以根據這(zhè)個時(shí)間戳進行時(shí)間敏感的功能(néng)處理(lǐ)，這(zhè)對(duì)于精準網絡測量和(hé)IEEE1588時(shí)間同步控制的實現(xiàn)十分關鍵；      （4）UDM：用(yòng)戶根據需要使用(yòng)16字節的UDM字段實現(xiàn)UA和(hé)特定硬件模塊之間的信息傳遞，例如當硬件模塊按照匹配的規則将分組送給軟件UA時(shí)，可以攜帶匹配的規則号或軟件預先設置的cookie信息等。軟件在将分組發送給硬件時(shí)，也(yě)可以攜帶一些(xiē)控制硬件處理(lǐ)的信息，如定時(shí)發送的信息等。關于UDM的使用(yòng)會(huì)在後續的實際案例中更加詳細的介紹。