国防科大计算机学院FAST团队关于TSN交换机定制设计的论文“TSN-Builder: Enabling Rapid Customization of Resource-Efficient Switches for Time-Sensitive Networking”被CCF A类会议ACM DAC (Design Automation Conference) 2020录用。

论文提出了一种应用需求驱动的模板化开发模型TSN-Builder,支持对TSN交换机进行资源高效的快速定制。基于标准的TSN交换流程,TSN-Builder将TSN交换机解耦为5个核心组件,包括分组交换,输入过滤,门控,输出调度和时间同步。另外,TSN-Builder通过提供一套完整的存储资源抽象将每个模块中可变的资源规格和固定的处理逻辑解耦。这些固定的处理逻辑被封装在多个平台相关的模板中,而资源规格则被参数化为统一的平台无关的定制API。因此,用户只需要通过API向模板中注入最优的资源配置来支持根据不同场景下TSN交换机的快速构建,而不需要重复开发相同的功能模块。

本文基于FPGA搭建了TSN交换机的原型系统在不同场景下对资源消耗和性能进行评估。实验结果表明,与商用交换机中标准的流水线资源配置相比,通过TSN-Builder定制的TSN交换机能够提供相同的性能保障,同时最大可以节约70.25%的片上资源消耗。

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