一种主板及交换机的制作方法

1.本实用新型属于数据传输通信技术领域，具体涉及一种主板及交换机。


背景技术：

2.交换机意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展以及国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升态势。它具有性价比高、高度灵活、相对简单和易于实现等特点。
3.传统国产自主交换机，业务端口主要设计实现1ge数据端口或者10g光口数据端口，主要满足传统接入场景的应用需求，此硬件模块在设计中首次使用国产高端交换芯片模块，首次实现了32个100g光口数据端口，满足数据中心应用场景中对国产化多密度100g接口需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种主板及交换机，旨在满足网络数据传送对交换机性能的要求。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种主板，所述主板包括电源模块、时钟模块、中央处理器、可编程逻辑器件、交换芯片0、交换芯片1、交换芯片2和交换芯片3，所述中央处理器包括pcie0总线接口、sgmii总线接口、smi总线接口、ddr4 sdram总线接口0、ddr4 sdram总线接口1、iic0总线接口、iic1总线接口、pcie4总线接口、pcie3总线接口、pcie2总线接口、pcie1总线接口、uart总线接口、spi总线接口和qspi总线接口，所述中央处理器通过uart总线接口、spi总线接口和qspi总线接口与所述可编程逻辑器件连接。
6.进一步的，所述中央处理器通过pcie0总线接口与pcie转usb芯片连接，所述pcie转usb芯片通过usb2.0总线分别与usb存储扣卡和usb2.0连接器连接，所述中央处理器通过sgmii总线接口和smi总线接口与phy芯片连接，所述phy芯片通过mdi总线与rj45千兆管理口连接。
7.进一步的，所述中央处理器通过iic0总线接口与rtc时钟芯片、电压监控芯片、内存条eeprom存储芯片和单板eeprom存储芯片连接。
8.进一步的，所述中央处理器通过iic1总线接口与一次电源、sfp光模块、温感芯片1和温感芯片2连接。
9.进一步的，所述可编程逻辑器件通过qspi总线分别与spi flash主存储芯片和spi flash备存储芯片连接，所述可编程逻辑器件通过uart总线与串口芯片连接，所述串口芯片与rj45串口连接，所述可编程逻辑器件与fan风扇、系统监控芯片和中断控制器连接。
10.进一步的，所述中央处理器通过pcie1总线接口与交换芯片0连接，所述交换芯片0
通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器1连接，所述交换芯片0通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器2连接，所述交换芯片0通过cs总线接口与背板连接器连接。
11.进一步的，所述中央处理器通过pcie2总线接口与交换芯片2连接，所述交换芯片2通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器3连接，所述交换芯片2通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器4连接，所述交换芯片2通过cs总线接口与背板连接器连接。
12.进一步的，所述中央处理器通过pcie3总线接口与交换芯片1连接，所述交换芯片1通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器5连接，所述交换芯片1通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器6连接，所述交换芯片1通过cs总线接口与背板连接器连接。
13.进一步的，所述中央处理器通过pcie4总线接口与交换芯片3连接，所述交换芯片3通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器7连接，所述交换芯片3通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器8连接，所述交换芯片3通过cs总线接口与背板连接器连接。
14.进一步的，所述交换机至少包括上述1～9任意一项所述的主板。
15.相较于现有技术，本实用新型所记载的交换机具有以下优点：本实用新型硬件模块在设计中首次使用国产高端交换芯片模块，实现了32个100g光口数据端口，满足数据中心应用场景中对国产化多密100g接口需求。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1本实用新型逻辑结构图。
具体实施方式
18.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
19.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
20.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其
组件布局型态也可能更为复杂。
22.如图1所示，本实施例提供了本实用新型逻辑结构图。
23.中央处理器作为整个系统的核心，实现系统管理，接口配置，协议报文处理等功能。中央处理器内置2个ddr4sdram控制器，其中ddr4总线接口0外接1片4gbddr4内存条0，ddr4总线接口1外接1片4gbddr4内存条1。
24.中央处理器支持支持5组高速pcie总线接口，其中pcie0总线接口外接pcie转usb芯片扩展2组usb2.0总线接口，1路usb总线接口到面板usb连接器扩展1组usb接口，另外1路usb总线连接usb扣卡存储操作系统。pcie1总线接口连接交换芯片0实现管理数据交互。pcie2总线接口连接交换芯片1实现管理数据交互。pcie3总线接口连接交换芯片2实现管理数据交互。pcie4总线接口连接交换芯片3实现管理数据交互。
25.中央处理器支持支持1组高速sgmii总线接口连接到phy芯片，phy芯片引出mdi总线到前面板出rj45管理网口，中央处理器的smi总线对phy芯片进行配置。
26.中央处理器可扩展2组iic总线接口，iic0总线接口连接rtc时钟芯片读取当前系统时钟，连接电压监控芯片可监控系统各电源电压，连接单板eeprom存储设备生产制造信息，连接内存条eeprom存储内存条厂家、内存条容量等信息。iic1连接2pcs温度传感器实现风扇转速调控，其中温度传感器1放到设备入风口，温度传感器2放到设备出风口，连接sfp光模块读取光模块厂家信息，连接一次电源读取电源得制造信息、电源在位信息等。
27.中央处理器的uart总线连接到可编程逻辑器件cpld上，通过cpld之后连接串口芯片进行电压变换后到面板rj45串口。
28.中央处理器的qspi总线连接到可编程逻辑器件cpld上，通过可编程逻辑器件连接到spiflash主存储芯片0和spiflash主存储芯片1。
29.中央处理器的lpc总线连接到可编程逻辑器件cpld上，实现对cpld内部寄存器得读写和配置，可编程逻辑器件cpld控制系统得中断信号通过cpld汇聚上报给中央处理器，系统监控芯片连接到cpld上实现系统运行监控，cpld控制控制风扇pwm信号实现风扇不同速率调速。
30.交换芯片实现二层业务数据得转发以及三层业务数据上报中央处理器，硬件系统涉及4pcs交换芯片，每个交换芯片可配置1组高速pcie总线，1组高速cs总线，2组高速hss总线hss0[0-1]和hss1[0-1]。
[0031]
交换芯片0的pcie总线连接到中央处理器的pcie1总线接口实现管理数据交换，交换芯片0的cs总线连接到背板连接器，交换芯片0的hss00、hss01、hss10、hss11四组总线接口直接连接到面板8个100g光口连接器。
[0032]
交换芯片1的pcie总线连接到中央处理器的pcie2总线接口实现管理数据交换，交换芯片1的cs总线连接到背板连接器，交换芯片1的hss00、hss01、hss10、hss11四组总线接口直接连接到面板8个100g光口连接器。
[0033]
交换芯片2的pcie总线连接到中央处理器的pcie3总线接口实现管理数据交换，交换芯片2的cs总线连接到背板连接器，交换芯片2的hss00、hss01、hss10、hss11四组总线接口直接连接到面板8个100g光口连接器。
[0034]
交换芯片3的pcie总线连接到中央处理器的pcie4总线接口实现管理数据交换，交换芯片3的cs总线连接到背板连接器，交换芯片3的hss00、hss01、hss10、hss11四组总线接
口直接连接到面板8个100g光口连接器。
[0035]
系统使用dcdc电源模块生成5v、1.2v、3.3v、2.5v、1.8v、0.75v、1.25v等各芯片所需的电压，使用时钟模块生成25mhz、125mhz、50mhz.24mhz、32.768khz各芯片所需的时钟。
[0036]
本实用新型提供了一种主板，所述主板包括电源模块、时钟模块、中央处理器、可编程逻辑器件、交换芯片0、交换芯片1、交换芯片2和交换芯片3，所述中央处理器包括pcie0总线接口、sgmii总线接口、smi总线接口、ddr4 sdram总线接口0、ddr4 sdram总线接口1、iic0总线接口、iic1总线接口、pcie4总线接口、pcie3总线接口、pcie2总线接口、pcie1总线接口、uart总线接口、spi总线接口和qspi总线接口，所述中央处理器通过uart总线接口、spi总线接口和qspi总线接口与所述可编程逻辑器件连接。
[0037]
进一步的，所述中央处理器通过pcie0总线接口与pcie转usb芯片连接，所述pcie转usb芯片通过usb2.0总线分别与usb存储扣卡和usb2.0连接器连接，所述中央处理器通过sgmii总线接口和smi总线接口与phy芯片连接，所述phy芯片通过mdi总线与rj45千兆管理口连接。
[0038]
进一步的，所述中央处理器通过iic0总线接口与rtc时钟芯片、电压监控芯片、内存条eeprom存储芯片和单板eeprom存储芯片连接。
[0039]
进一步的，所述中央处理器通过iic1总线接口与一次电源、sfp光模块、温感芯片1和温感芯片2连接。
[0040]
进一步的，所述可编程逻辑器件通过qspi总线分别与spi flash主存储芯片和spi flash备存储芯片连接，所述可编程逻辑器件通过uart总线与串口芯片连接，所述串口芯片与rj45串口连接，所述可编程逻辑器件与fan风扇、系统监控芯片和中断控制器连接。
[0041]
进一步的，所述中央处理器通过pcie1总线接口与交换芯片0连接，所述交换芯片0通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器1连接，所述交换芯片0通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器2连接，所述交换芯片0通过cs总线接口与背板连接器连接。
[0042]
进一步的，所述中央处理器通过pcie2总线接口与交换芯片2连接，所述交换芯片2通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器3连接，所述交换芯片2通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器4连接，所述交换芯片2通过cs总线接口与背板连接器连接。
[0043]
进一步的，所述中央处理器通过pcie3总线接口与交换芯片1连接，所述交换芯片1通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器5连接，所述交换芯片1通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器6连接，所述交换芯片1通过cs总线接口与背板连接器连接。
[0044]
进一步的，所述中央处理器通过pcie4总线接口与交换芯片3连接，所述交换芯片3通过hss10总线接口和hss11总线接口与2*2光口连接器7连接，所述交换芯片3通过hss00总线接口和hss01总线接口与2*2光口连接器8连接，所述交换芯片3通过cs总线接口与背板连接器连接。
[0045]
进一步的，所述交换机至少包括上述任意一项所述的主板。
[0046]
提供一种交换机，所述交换机至少包括上述的数据传输系统。以交换机内部的电路板为载体。交换机其他的硬件结构不做具体限定。本实用新型提供的交换机具有一般交
换机所具备的外壳、天线等相关必要硬件结构。
[0047]
以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处及附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他变化或替换，都属于本实用新型保护的范围。