专利名称：异步传输模式的以太网接入交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及宽带接入设备，具体地说是一种异步传输模式的以太网接入交换机。
在现有技术中，宽带接入的关键设备通常采用国外厂商推出的异步传输模式(ATM)接入交换机，其中局域网ATM仿真(LANE)等协议多采用专门的硬件来实现，因而导致产品价格昂贵。
本实用新型的目的是提供一种价格便宜、使用性能好的异步传输模式的以太网接入交换机。
本实用新型的技术方案是由ATM网卡、CPU管理、及交换模块三部分组成，通过工业标准的PCI总线，将所述交换模块、ATM网卡模块和CPU管理模块连接在一起，其中交换模块完成传统的以太网交换功能，提供16个10Base-T以太网接口和2个100Base-T快速以太网接口，所述端口1～2为快速以太网接口，端口3～18为以太网接口；所述快速以太网接口为快速以太网交换控制器、配备2MB的第1～4动态随机存储器，经第1～2物理层接口器件与RJ-45接口连接；所述端口3～18由两片10Base-T第1～2以太网交换控制器组成，分别与RJ-45接口连接，其中第1以太网交换控制器配有2MB的第5～8动态随机存储器，经第3～10缓存器件及与之相连的偶合变压器与RJ-45接口连接；第2以太网交换控制器配有2MB的第9～12动态随机存储器，以及第11～18缓存器件及与之相连的偶合变压器与RJ-45接口连接；所述交换模块设有控制逻辑、显示控制及时钟逻辑，其中控制逻辑由单片微处理器和第1～4现场可编程门阵列以及1个可编程逻辑器件构成，实现系统的复位、初始化、PCI总线优先级仲裁功能；显示控制由第1～2端口数码显示器构成，实现显示功能；时钟逻辑由时钟振荡器实现；所述端口均可采用半双工和全双工方式工作，端口间交换采用存贮-转发方式。
本实用新型具有如下优点1.本实用新型结构称为可伸缩体系结构，突破了以ASIC为核心的接入交换机体系结构，采用以CPU为核心的可伸缩接入交换机结构，具有高性价比。
2.采用本实用新型不但能实现传统的以太网交换机的功能，而且能实现以太网与ATM的桥接功能，即ATMLANE功能。
图1为本实用新型整机结构框图。
图2-1为图1中快速以太网交换控制器及所附设的第1-4动态随机存储器(2MB)原理图。
图2-2为图1中2个100兆以太网物理层接口原理图。
图2-3为图1中第1以太网交换控制器与所附设第5～8动态随机存储器(2MB)原理图。
图2-4、2-5为图1中第1以太网交换控制器的第3～10物理层接口器件原理图。
图2-6为图1中第2以太网交换控制器及所附设的第9～12动态随机存储器(2MB)原理图。
图2-7、2-8为图1中第2以太网交换控制器的第11～18个物理层接口器件原理图。
图2-9、2-10为图1中单片微处理器与控制逻辑原理图。
图2-11为图1中显示及其控制逻辑原理图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型通过工业标准的PCI总线，将交换模块、ATM网卡模块和CPU管理模块连接在一起，其中交换模块完成传统的以太网交换功能，提供16个10Base-T以太网接口和2个100Base-T快速以太网接口，所述端口1～2为快速以太网接口，端口3～18为以太网接口；如图2-1～2-2所示，所述端口1～2为快速以太网交换控制器U46、配以2MB的第1～4动态随机存储器DRAM U11、U52、U59-60，经第1～2物理层接口器件U33-34与RJ-45接口连接；如图2-3～2-8所示，所述端口3～18由两片10Base-T第1～2以太网交换控制器U16、U13组成，分别与RJ-45接口连接，其中第1以太网交换控制器U16配有2MB的第5～8动态随机存储器DRAM U66、U55-57，经第3～10缓存器件U27-32、U35-38、U39-42、U67、U58及与之相连的偶合变压器T3～T10与RJ-45接口连接；第2以太网交换控制器U13配有2MB的第9～12动态随机存储器DRAM U20-21、U24-25，以及第11～18缓存器件U1～2、U5～9、U12、U14～16、U18～19、U22、U26、U64及与之相连的偶合变压器T11～T18与RJ-45接口连接；如图2-9～2-11所示，控制逻辑由单片微处理器U62和第1～4现场可编程门阵列EPLDU43、U48、U50～51以及1个可编程逻辑器件U61构成，实现系统的复位、初始化、PCI总线优先级仲裁等功能；显示控制由第1～2端口数码显示器LED U53-54构成，实现显示功能；时钟逻辑由时钟振荡器X3实现。
所述端口均可采用半双工和全双工方式工作，采用存贮-转发技术在端口间进行包交换。
1.核心器件本实用新型交换部分的核心器件采用2片8端口10Base-X交换式以太网控交换制器U13、U16，均为GT-48001A芯片，以及1片2端口100Base-X快速以太网交换控制器U46，即GT-48002A芯片，它们是Galileo公司的以太网交换机芯片系列产品，统称为GT设备，它们都包含以太网物理层接口器件PHY和介质访问控制子层(MAC子层)所需要的全部逻辑；GT-48002A的各端口还具有自动协商能力，可动态地址设置半/全双工和10/100Mbps操作方式，以便与终端主机接口匹配；GT-48001A和GT-48002A均为208个引脚PQFP封装的器件；GT-48001A的引脚分为PCI总线接口、DRAM接口、串行接口和杂项接口；GT-48002A的引脚分为PCI总线接口、DRAM接口、MII接口和杂项接口；本实用新型使用了两个GT-48001A和一个GT-48002A，因而包含16个10Base-T以太网端口和2个100Base-T快速以太网端口；GT-48001A可直接与RJ-45接口相连，GT-48002A则需通过第1～2物理层接口器件U33-34(Medium Independent Interface，缩写MII PHY)与RJ-45接口相连，MII PHY采用ML6692芯片，每个ML6692芯片只提供一个100M快速以太网接口，因而本实用新型使用两个ML6692芯片。
上述核心器件仅仅提供了网络交换的基本功能，为了将它们有机地结合在一起，构成一个高性能的以太网交换机，还需必要的控制逻辑，以实现系统初始化、PCI总线优先级仲裁和端口工作状态显示功能。构成这些控制逻辑的器件包括1个单片微处理器U62，采用MC68HC705和4个现场可编程门阵列EPLD器件U43、U48、U51-52，以及1个可编程逻辑器件U61，分别采用EPM7032、GAL22VLO。
为了显示端口的工作状态，每个端口设有两个数码显示器LEDU53～54，其中一个用来显示Link/Act状态，另一个用来显示FDX/Col状态。此外还有一些系统级数码显示器LED；时钟逻辑采用时钟振荡器X3，为25MHz。
2.ATM网卡部分本实用新型所述ATM网卡采用LT-1155 155M ATM网卡，具有如下特点·完整的155Mbps PCI总线ATM网络接口卡·支持33MHz32位PCI总线·155Mbps UTP-5PHY接口
·最多支持16K个接收连接·最多支持1万个发送连接ATM网卡的核心器件是ATM分段与重组控制器SAR，采用IDT77221NICStAR，与77221配套的物理层器件是IDT77155。77155可与光纤接口或UTP-5 RJ-45接口连接。
3.CPU管理模块CPU管理模块由台湾AXIOM公司的SBC8251CPU卡构成，SBC8251的主要技术指标如下·CPU芯片Intel Pentium P54C/P55C·系统套片·系统套片Intel TritonII/HX·I/O套片SMC37C669·系统存储器·支持FPM/EDO DRAM·2个72针SIMM插座，支持1/2/4/8/16/32/64MB SIMM模块·支持SIMM ECC错误检测与纠正·2级Cache256KB·板上显示存储器1MB EDO DRAM·外部总线PCI/ISA
权利要求1.一种异步传输模式的以太网接入交换机，由ATM网卡、CPU管理、及交换模块三部分组成，其特征在于通过工业标准的PCI总线，将所述交换模块、ATM网卡模块和CPU管理模块连接在一起，其中交换模块完成传统的以太网交换功能，提供16个10Base-T以太网接口和2个100Base-T快速以太网接口，所述端口1～2为快速以太网接口，端口3～18为以太网接口。
2.按照权利要求1所述异步传输模式的以太网接入交换机，其特征在于所述快速以太网接口为快速以太网交换控制器(U46)、配备2MB的第1～4动态随机存储器(U11、U52、U59-60)，经第1～2物理层接口器件(U33-34)与RJ-45接口连接。
3.按照权利要求1所述异步传输模式的以太网接入交换机，其特征在于所述端口3～18由两片10Base-T第1～2以太网交换控制器(U16、U13)组成，分别与RJ-45接口连接，其中第1以太网交换控制器(U16)配有2MB的第5～8动态随机存储器(U66、U55-57)，经第3～10缓存器件(U27-32、U35-38、U39-42、U67、U58)及与之相连的偶合变压器(T3～T10)与RJ-45接口连接；第2以太网交换控制器(U13)配有2MB的第9～12动态随机存储器(U20-21、U24-25)，以及第11～18缓存器件(U1～2、U5～9、U12、U14～16、U18～19、U22、U26、U64)及与之相连的偶合变压器(T11～T18)与RJ-45接口连接。
4.按照权利要求1所述异步传输模式的以太网接入交换机，其特征在于所述交换模块设有控制逻辑、显示控制及时钟逻辑，其中控制逻辑由单片微处理器(U62)和第1～4现场可编程门阵列(U43、U48、U50～51)以及1个可编程逻辑器件(U61)构成，实现系统的复位、初始化、PCI总线优先级仲裁功能；显示控制由第1～2端口数码显示器(U53-54)构成，实现显示功能；时钟逻辑由时钟振荡器(X3)实现。
5.按照权利要求1所述交换机，其特征在于所述端口均可采用半双工和全双工方式工作，端口间交换采用存贮-转发方式。
专利摘要本实用新型涉及宽带接入设备,具体地说是一种异步传输模式的以太网接入交换机。由ATM网卡、CPU管理、及交换模块三部分组成,通过工业标准的PCI总线,将所述交换模块、ATM网卡模块和CPU管理模块连接在一起,其中交换模块完成传统的以太网交换功能,提供16个10Base－T以太网接口和2个100Base－T快速以太网接口,所述端口1～2为快速以太网接口,端口3～18为以太网接口。它具有价格便宜、使用性能好特点。
文档编号H04L12/42GK2487164SQ0124855
公开日2002年4月17日 申请日期2001年7月6日 优先权日2001年7月6日
发明者栾贵兴, 付立政, 王中, 雷为民, 张炎 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所