一种可灵活扩展端口数量的pcie交换机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络整合技术领域，特别涉及一种可灵活扩展端口数量的PCIE交换机。
【背景技术】
[0002]随着互联网与物联网行业的快速发展，各种数据呈爆炸式增长。数据中心对网络带宽要求越来越高，迫切需求一种新的网络整合方案，使数据中心可以以更加高效、高性能地方式运行。
[0003]PCIE交换技术的发展，促进了基于PCIE协议的交换机诞生。PCIE交换机充分利用了 PCIE总线的低延迟、高带宽的特性，可以替换现有基于网络协议的交换机，来对数据中心进行更加有效的整合。
[0004]基于此，本发明提出了一种可灵活扩展端口数量的PCIE交换机。通过对端口的灵活扩展，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性。在不同的配置需求下，对交换机进行不同数量的端口配置，使得性能与成本得以兼顾。
【发明内容】
[0005]本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的可灵活扩展端口数量的PCIE交换机。
[0006]本发明是通过如下技术方案实现的:
一种可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:包括背板，基础板和扩展板，所述基础板和扩展板分别通过连接器与背板互连，所述扩展板与基础板通过相应驱动程序可实现热插拔；
所述背板包含一个PCIE交换芯片和一个CPU，其中PCIE交换芯片能够实现不同PCIE总线上数据的交换，CPU对PCIE交换芯片进行管理，并控制所有板卡；
所述基础板包含至少2个的QSFP+连接器和一个电源软启动芯片，所述QSFP+连接器通过连接器与背板进行PCIE信号的直接互联，提供对背板上PCIE总线的对外输出；
所述扩展板包含至少4个的QSFP+连接器，至少I个PCIE交换芯片和I个电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供扩展板上PCIE交换芯片的PCIE总线的对外输出，同时扩展板上PCIE交换芯片通过连接器连接到背板上的PCIE交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换。
[0007]所述背板上的PCIE交换芯片至少提供两个PCIEx4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器，至少提供一条PCIE xl6总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIE交换芯片;所述CPU通过控制链路对背板和扩展板上的PCIE交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。
[0008]所述扩展板上各个QSFP+连接器分别通过PCIEx4总线连接到PCIE交换芯片，I个PCIE交换芯片连接4个QSFP+连接器，因而扩展板上QSFP+连接器的数量是PCIE交换芯片数量的4倍。
[0009]当所述扩展板上不止I个PCIE交换芯片时，多个PCIE交换芯片之间通过PCIE xl6总线相互连接。
[0010]所述基础板和扩展板上的电源软启动芯片控制各自所在板卡的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
[0011]本发明的有益效果是:该可灵活扩展端口数量的PCIE交换机，可以根据不同的配置需求，对交换机硬件进行灵活的端口数量配置，使得性能与成本得以兼顾，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性。
【附图说明】
[0012]附图1为本发明可配置协议转换状态机示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]该可配置协议转换状态机电路结构，包括背板，基础板和扩展板，所述基础板和扩展板分别通过连接器与背板互连，所述扩展板与基础板通过相应驱动程序可实现热插拔；
所述背板包含一个PCIE交换芯片和一个CPU，其中PCIE交换芯片能够实现不同PCIE总线上数据的交换，CPU对PCIE交换芯片进行管理，并控制所有板卡；
所述基础板包含至少2个的QSFP+连接器和一个电源软启动芯片，所述QSFP+连接器通过连接器与背板进行PCIE信号的直接互联，提供对背板上PCIE总线的对外输出；
所述扩展板包含至少4个的QSFP+连接器，至少I个PCIE交换芯片和I个电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供扩展板上PCIE交换芯片的PCIE总线的对外输出，同时扩展板上PCIE交换芯片通过连接器连接到背板上的PCIE交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换。
[0015]所述背板上的PCIE交换芯片至少提供两个PCIEx4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器，至少提供一条PCIE xl6总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIE交换芯片;所述CPU通过控制链路对背板和扩展板上的PCIE交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。
[0016]所述扩展板上各个QSFP+连接器分别通过PCIEx4总线连接到PCIE交换芯片，I个PCIE交换芯片连接4个QSFP+连接器，因而扩展板上QSFP+连接器的数量是PCIE交换芯片数量的4倍。
[0017]当所述扩展板上不止I个PCIE交换芯片时，多个PCIE交换芯片之间通过PCIE xl6总线相互连接。
[0018]所述基础板和扩展板上的电源软启动芯片控制各自所在板卡的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
[0019]该可灵活扩展端口数量的PCIE交换机，可以实现以下功能:
(I)可根据端口数量的需求，进行基础板和扩展板的二选一或者两块板卡均装配； (2)CPU对交换芯片的在线管理，可实时监控整机状态，控制交换芯片配置；
(3)通过电源软启动芯片设计，实现对扩展板与基础板的热插拔功能。
[0020]该可灵活扩展端口数量的PCIE交换机，可以根据不同的配置需求，对交换机硬件进行灵活的端口数量配置，使得性能与成本得以兼顾，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性。
【主权项】
1.一种可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:包括背板，基础板和扩展板，所述基础板和扩展板分别通过连接器与背板互连，所述扩展板与基础板通过相应驱动程序可实现热插拔； 所述背板包含一个PCIE交换芯片和一个CPU，其中PCIE交换芯片能够实现不同PCIE总线上数据的交换，CPU对PCIE交换芯片进行管理，并控制所有板卡； 所述基础板包含至少2个的QSFP+连接器和一个电源软启动芯片，所述QSFP+连接器通过连接器与背板进行PCIE信号的直接互联，提供对背板上PCIE总线的对外输出； 所述扩展板包含至少4个的QSFP+连接器，至少I个PCIE交换芯片和I个电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供扩展板上PCIE交换芯片的PCIE总线的对外输出，同时扩展板上PCIE交换芯片通过连接器连接到背板上的PCIE交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换。2.根据权利要求1所述的可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:所述背板上的PCIE交换芯片至少提供两个PCIE x4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器，至少提供一条PCIE xl6总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIE交换芯片;所述CPU通过控制链路对背板和扩展板上的PCIE交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。3.根据权利要求1或2所述的可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:所述扩展板上各个QSFP+连接器分别通过PCIE x4总线连接到PCIE交换芯片，I个PCIE交换芯片连接4个QSFP+连接器，因而扩展板上QSFP+连接器的数量是PCIE交换芯片数量的4倍。4.根据权利要求3所述的可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:当所述扩展板上不止I个PCIE交换芯片时，多个PCIE交换芯片之间通过PCIE xl6总线相互连接。5.根据权利要求1所述的可配置协议转换状态机电路结构，其特征在于:所述基础板和扩展板上的电源软启动芯片控制各自所在板卡的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
【专利摘要】本发明特别涉及一种可灵活扩展端口数量的PCIE交换机。该可配置协议转换状态机电路结构，包括flash存储器，全局复位控制模块和协议转换状态机，所述协议转换状态机包括寄存器，状态编码模块，状态匹配模块和状态译码模块，所述寄存器，状态编码模块和状态译码模块均连接到状态匹配模块。该可灵活扩展端口数量的PCIE交换机，使得芯片协议转换的可实现性从固定变为可改变，从而对于芯片设计过程中的风险可以做到很好的控制，对于协议细节的验证不再要求十分完备，因而加速整个芯片设计流程，对于验证资源的需求也相应降低，电路结构因而得以简化，从整体上降低了整个芯片系统设计的难度，显著减少开发时间。
【IPC分类】H04L12/933, H04L12/931
【公开号】CN105553886
【申请号】CN201510985566
【发明人】赵热闹, 李岩, 薛广营
【申请人】山东海量信息技术研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月25日