三層全千兆路由交換機的設計

2.3.1 時鐘電路設計

　　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鐘后，通過時鐘處理電路進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現。首先由高性能的AC-DC線性電源模塊變換出所需的DC +12V，進入電源時序控制電路，按系統要求的時序控制輸出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，進行π 型濾波，防止外部干擾信號通過電源耦合進入設備，同時也防止了設備本身產生的信號干擾其它設備;在AC-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100nF的電容進行高頻濾波;在DC-DC模塊周邊進行大面積鋪地來降低阻抗;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。提供專用管理接口對系統進行配置，也可通過WEB網頁形式登錄進行配置管理。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 協議。

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

　　業務組件提供各種系統服務。

　　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。

　　管理組件提供用戶接口，用戶通過該接口管理交換機，可通過命令行或WEB方式管理本交換機。

4 性能測試情況

　　利用專用以太網測試儀(XM12)對本交換機的主要項目指標進行測試。其中，端口1至24是電接口，用雙絞線纜連接到測試儀;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，將交換機的任意2個端口組合同時互發測試數據包，共組成14組測試組合。在實驗室測試時，我們進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，詳見表l。

5 結束語

　　本文對以盛科網絡有限公司自主開發的核心芯片為主芯片設計的三層全千兆路由交換機進行了全面介紹，并對交換機的性能指標進行了測試。小批量投產后，可應用于包括IPTV、VoIP、High-speed Internet Access、VPN等以太網業務，滿足園區網和企業網匯聚、數據中心千兆接入以及企業千兆到桌面的應用。較傳統路由器，該交換機有明顯的優勢，具有更廣闊的應用前景。

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