一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机制造技术

本实用新型专利技术提出了一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，不仅满足综合核心处理平台的发展需求，且使用环境和领域更加广泛。该以太网交换机包括数据处理模块、以太网交换模块和电源管理转换模块；数据处理模块中，存储器电路用于存储所述处理器电路需运行的软件，所述逻辑控制电路用于实现对处理器电路的静态配置与动态控制；以太网交换模块中的第一交换机芯片和第二交换机芯片整体上为对称式电路，分别单独通过相应PHY芯片与所述处理器电路连接，同时两个交换机芯片的接口配置端共同接至处理器电路的交换机配置信息输出端连接，用于选择实现级联/独立工作模式；两个交换机芯片对外提供RS232串口和多路以太网交换接口。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机
本技术涉及一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机的线路结构设计。
技术介绍
以太网交换机模块负责是综合核心处理平台的核心模块，用来对系统中的其他模块进行加载维护，或用于模块之间的数据传输。现有交换机模块，其核心芯片未进行国产化，具有很大的信息安全隐患，有可能在信息化战争中泄漏信息或接收指令，造成航空装备重要军事参数泄漏或信息系统瘫痪；另外，测试中发现现有基于进口芯片的交换机丢包率高，吞吐量小、时延大，且配置复杂。
技术实现思路
本技术的目的是提出了一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，不仅满足综合核心处理平台的发展需求，且使用环境和领域更加广泛。本技术的技术方案：一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，包括：数据处理模块、以太网交换模块和电源管理转换模块；所述电源管理转换模块用于为数据处理模块和以太网交换模块提供所需低压直流电源；数据处理模块与以太网交换模块连接；所述数据处理模块包括处理器电路、存储器电路和逻辑控制电路；其中存储器电路用于存储所述处理器电路需运行的软件，所述逻辑控制电路用于实现对处理器电路的静态配置与动态控制；所述以太网交换模块包括功能完全相同的第一交换机芯片和第二交换机芯片，所述第一交换机芯片和第二交换机芯片整体上为对称式电路；第一交换机芯片和第二交换机芯片分别单独通过相应PHY芯片与所述处理器电路连接，同时第一交换机芯片和第二交换机芯片的接口配置端共同接至处理器电路的交换机配置信息输出端连接，用于选择实现级联/独立工作模式；所述第一交换机芯片和第二交换机芯片对外提供RS232串口和多路以太网交换接口。进一步地，所述电源管理转换模块包含一级电源转换电路和二级电源转换电路：其中，一级电源转换电路采用DC/DC电源模块实现，用于实现应急28V电压的切换和28V到5V的电压转换；二级电源转换电路用于分别提供5V到3.3V、5V到1.8V、5V到1.2V、5V到1.5、5V到2.5V的电压转换。进一步地，所述一级电源转换电路还配置有过压保护电路单元、过流保护电路单元、滤波电路单元、抗电磁干扰电路单元、抗雷电电路单元、静电防护电路单元。配置的这些电路单元本身的电路设计属于常规技术。进一步地，所述处理器电路还配置有时钟电路和复位电路。进一步地，所述以太网交换模块还配置有时钟电路和复位电路。进一步地，所述多路以太网交换接口，每一路均设置有单独的变压器。进一步地，还包括单独设置的调试兼配置接口，用于与地面维护终端通信连接。进一步地，所述处理器电路、第一交换机芯片和第二交换机芯片均采用国产化芯片。本技术具有以下优点：构建了一种新的适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机硬件平台，可通过串口和网口对交换机的工作模式(独立模式和级联模式)进行配置，当工作在独立模式时两个交换机芯片可互为备份，从而实现数据的高可靠、低成本传输；还可根据使用需求，静态或动态关闭其中一个交换机芯片的网络接口，从而降低功耗。该以太网交换机硬件平台还预留远程升级与加载接口，结合国产化的双模式以太网交换模块，扩大了产品的使用环境和应用领域。附图说明图1为本技术的线路结构示意图。具体实施方式以下结合附图，通过实施例进一步详述本技术。如图1所示，一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，主要由以太网交换模块、数据处理模块和电源管理转换模块组成。以太网交换模块：实现多路以太网接口之间无碰撞的数据交换功能；可工作在级联和独立和级联模式下，以太网交换芯片上的多路以太网接口与嵌入式处理系统中处理器件的以太网接口连接。数据处理模块：交换机模块的配置管理中心；以太网数据的监控、解算处理功能。以上模块所选用的器件全部为国产化芯片，数据处理模块配置了国产化嵌入型实时操作系统，实现了软硬件的自主可控。以太网交换模块包括国产化高性能交换机芯片1和国产化高性能交换机芯片2(以下简称交换机1和交换机2)、复位电路、时钟电路等，交换机1电路和交换机2电路为对称式电路设计，这两个电路的功能完全相同；交换机1和交换机2可在处理器电路的控制下，工作在级联或独立模式。在级联模式下，交换机1和交换机2之间通过SGMII接口连接，连接两片交换机的两个Port配置成为trunking模式，对外提供多路以太网交换接口供外部使用。在独立模式下，(1)交换机1和交换机2可互为备份，从而实现数据的高可靠、低成本传输，两个交换机之间的链路通过设置Port为shutdown模式而关闭；(2)单独工作，对综合核心处理机上的模块的以太网接口进行物理隔离；(3)可根据使用需求，静态或动态关闭交换机1或交换机2的网络接口，从而达到降低模块的功耗的目的。数据处理模块主要由高性能低功耗处理器电路、存储器电路和逻辑控制电路组成。其中，处理器电路是软件运行的载体；存储器电路用于对BIT软件、操作系统软件以及配置管理应用软件的存储、运行使用；逻辑控制电路实现对处理器电路的静态上电配置与动态降频控制，从而达到控制功耗的目的。数据处理模块对外提供RS232串口、以太网接口，在地面维护模式下，在维护软件的配合下完成交换机模块的调试、排故、升级、以及静态配置；在空中模式下，可在数据处理模块主要在综合处理机通用处理模块下的控制完成电源转换电路的控制、交换机的工作模式配置、处理器的工作主频等控制。数据处理模块国产化高性能低功耗处理器可通过网络接口对交换机1和交换机2任一端口的网络数据进行监控；对以太网数据帧进行解析、处理、打包、发送等。电源管理转换模块包含一级电源转换电路和二级电源转换电路：1)一级电源转换电路采用国产1/16砖小型电源模块实现，其输出效率高于95％，该电路完成应急28V电压的切换、28V转5V电源、加电控制，过压保护、过流保护、电源滤波、抗电磁干扰、抗雷电、静电防护等功能；2)二级电源转换电路选用国产小型化DC/DC实现，输出效率为90％，主要完成5V到3.3V、5V到1.8V、5V到1.2V、5V到2.5V、5V到1.5V电源的转化。本实施例考虑到二层以太网交换机的使用特点，以及综合核心处理平台对以太网交换机的功能性能以及自主可控的要求，从交换机芯片、微处理器、PHY等硬件架构、配置方面进行了整体设计，保证了模块的软硬件全部自主可控，性能提高的同时，功耗降低了30％；同时，由于选用了两片国产高性能低功耗交换机芯片，可通过配置软件工作在独立和级联模式下，使得模块使用环境和领域更加广泛，有较好的推广前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，其特征在于，包括：数据处理模块、以太网交换模块和电源管理转换模块；所述电源管理转换模块用于为数据处理模块和以太网交换模块提供所需低压直流电源；数据处理模块与以太网交换模块连接；/n所述数据处理模块包括处理器电路、存储器电路和逻辑控制电路；其中存储器电路用于存储所述处理器电路需运行的软件，所述逻辑控制电路用于实现对处理器电路的静态配置与动态控制；/n所述以太网交换模块包括功能完全相同的第一交换机芯片和第二交换机芯片，所述第一交换机芯片和第二交换机芯片整体上为对称式电路；第一交换机芯片和第二交换机芯片分别单独通过相应PHY芯片与所述处理器电路连接，同时第一交换机芯片和第二交换机芯片的接口配置端共同接至处理器电路的交换机配置信息输出端连接，用于选择实现级联/独立工作模式；所述第一交换机芯片和第二交换机芯片对外提供RS232串口和多路以太网交换接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，其特征在于，包括：数据处理模块、以太网交换模块和电源管理转换模块；所述电源管理转换模块用于为数据处理模块和以太网交换模块提供所需低压直流电源；数据处理模块与以太网交换模块连接；
所述数据处理模块包括处理器电路、存储器电路和逻辑控制电路；其中存储器电路用于存储所述处理器电路需运行的软件，所述逻辑控制电路用于实现对处理器电路的静态配置与动态控制；
所述以太网交换模块包括功能完全相同的第一交换机芯片和第二交换机芯片，所述第一交换机芯片和第二交换机芯片整体上为对称式电路；第一交换机芯片和第二交换机芯片分别单独通过相应PHY芯片与所述处理器电路连接，同时第一交换机芯片和第二交换机芯片的接口配置端共同接至处理器电路的交换机配置信息输出端连接，用于选择实现级联/独立工作模式；所述第一交换机芯片和第二交换机芯片对外提供RS232串口和多路以太网交换接口。


2.根据权利要求1所述的适用于嵌入式综合核心处理平台的以太网交换机，其特征在于，所述电源管理转换模块包含一级电源转换电路和二级电源转换电路：其中，一级电源转换电路采用DC/DC电源模块实现，用于实现应急28V电压的切换和28V到5V的电压转换；二级电源转换电路用于分别提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：封安，窦爱萍，原晨，隽鹏辉，刘金学，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61