三層全千兆路由交換機的設計

2.3.1 時(shí)鐘電路設計

　　本交換機采用高精度的溫補晶體振蕩器作為時(shí)鐘源，晶體振蕩器頻率為25MHz和50MHz，頻率準確度為±0.5ppm，晶體振蕩器輸出穩定的時(shí)鐘后，通過(guò)時(shí)鐘處理電路進(jìn)行緩沖和倍頻后提供給各功能單元。電路設計框圖如圖3所示。

2.3.2 系統電源設計

　　系統電源采用二次電源轉換的方案實(shí)現。首先由高性能的AC-DC線(xiàn)性電源模塊變換出所需的DC +12V，進(jìn)入電源時(shí)序控制電路，按系統要求的時(shí)序控制輸出12V電壓，提供給各DC-DC模塊，使其變換輸出各功能單元需要的直流電壓：0.9V、1.05V、1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V等。

　　在PCB設計中，特別采取了濾波措施。如：在電源輸入端，進(jìn)行π 型濾波，防止外部干擾信號通過(guò)電源耦合進(jìn)入設備，同時(shí)也防止了設備本身產(chǎn)生的信號干擾其它設備;在A(yíng)C-DC電源模塊輸入處連接大容量的電解電容，形成旁路濾波，主要是低頻濾波，并連接多個(gè)100nF的電容進(jìn)行高頻濾波;在DC-DC模塊周邊進(jìn)行大面積鋪地來(lái)降低阻抗;在各芯片電源引腳處連接100nF的濾波電容，并且電容和芯片引腳的連線(xiàn)盡可能短。電源設計框圖如圖4所示。

3 系統軟件架構

　　系統軟件采用模塊化分層的設計方法實(shí)現，主要完成對本交換機的配置管理工作，如交換機的上電初始化和對Humber交換模塊、PHY模塊的配置。提供專(zhuān)用管理接口對系統進(jìn)行配置，也可通過(guò)WEB網(wǎng)頁(yè)形式登錄進(jìn)行配置管理。系統軟件設計框圖如圖5所示。

　　交換機的操作系統采用基于Windows平臺的應用程序，即窗體應用程序，并集成了TCP/IP 協(xié)議。

　　擴展接口(API)提供許多編程接口，便于二次開(kāi)發(fā)，API 還提供了與交換芯片、PHY 芯片等的接口。

　　業(yè)務(wù)組件提供各種系統服務(wù)。

　　控制組件為管理模塊提供接口，控制交換芯片的工作，保存配置信息等。

　　管理組件提供用戶(hù)接口，用戶(hù)通過(guò)該接口管理交換機，可通過(guò)命令行或WEB方式管理本交換機。

4 性能測試情況

　　利用專(zhuān)用以太網(wǎng)測試儀(XM12)對本交換機的主要項目指標進(jìn)行測試。其中，端口1至24是電接口，用雙絞線(xiàn)纜連接到測試儀;端口25至28是光接口，用單模光纖連接器連接到測試儀。測試時(shí)，將交換機的任意2個(gè)端口組合同時(shí)互發(fā)測試數據包，共組成14組測試組合。在實(shí)驗室測試時(shí)，我們進(jìn)行了多種組合方案的測試，取得了預期的效果。僅列其中一種組合方案的性能指標測試結果，詳見(jiàn)表l。

5 結束語(yǔ)

　　本文對以盛科網(wǎng)絡(luò )有限公司自主開(kāi)發(fā)的核心芯片為主芯片設計的三層全千兆路由交換機進(jìn)行了全面介紹，并對交換機的性能指標進(jìn)行了測試。小批量投產(chǎn)后，可應用于包括IPTV、VoIP、High-speed Internet Access、VPN等以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足園區網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)匯聚、數據中心千兆接入以及企業(yè)千兆到桌面的應用。較傳統路由器，該交換機有明顯的優(yōu)勢，具有更廣闊的應用前景。

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