[发明专利]一种FC-AE交换机和交换方法

说明书

本发明涉及一种FC‑AE交换机和交换方法，所述交换机包括一个或多个通过扩展端口互连的交换基本单元,所述交换基本单元包括端口管理模块、交叉矩阵模块、地址表模块、扩展端口模块、CPU模块等5种单元模块，通过配置端口管理模块和地址表模块实现隐式登录协议，通过扩展端口模块实现扩展端口协议。通过采用本发明，可以同时支持节点卡的隐式登录和显式登录，既能够让支持隐式登录的设备快速建立拓扑连接，又可以允许只支持显式登录的设备接入该网络中。通过扩展端口对交换机的端口数进行扩展，交换带宽得到了极大地提高；同时，在扩展过程中，原交换网络不需要断电或复位，对需要不间断工作的交换拓扑的扩容提供了完美支持。

技术领域

本发明涉及数据总线领域，尤其涉及一种FC-AE交换机和交换方法。

背景技术

随着航空航天电子数据总线的发展，MIL-STD-1553B因其速率只有1Mbps,越来越不能满足高速率应用的场合，而FC是目前广泛应用于美国第四代战机的一种串行通信协议，集合了通道与网络两者的优点。FC是美国国家标准委员会(ANSI)的X3T11小组于1988年开始制定，目前已形成一个庞大的网络协议簇。FC凭借高带宽、低延迟、低误码率的优异性能应用到了F-18E/F、AH-64Apche、B-1B、V22等众多航空航天任务中。FC是一种完全开放的商业标准，有专门针对航空电子应用环境的FC-AE协议子集，规范了在航空环境中光纤通道交换网络与环路拓扑连接设备的选择。

FC-AE网络主要包括节点卡和交换机，节点卡通过交换机相互传输数据；交换机用于实现管理链路连接状态；对数据帧进行接收和转发等功能，是FC-AE网络的核心设备。

但是，现有的FC交换机缺少针对FC-AE特殊环境要求的实现，如同时支持隐式登录和显式登录；对网络的扩展通过E端口实现，占用交换端口，并且带宽受限于端口速率，不能满足高速数据传输要求。

发明内容

本发明公开了一种FC-AE交换机,所述交换机包括一个或多个通过扩展端口互连的交换基本单元,所述交换基本单元包括端口管理模块、交叉矩阵模块、地址表模块、扩展端口模块、CPU模块5种单元模块，其中，

所述端口管理模块包括串行器/解串器、8b/10b编解码、CRC校验、缓冲到缓冲信用管理、链路层状态机等,用于实现FC链路层和物理层协议；

所述交叉矩阵模块用于将数据帧发送到指定的端口号,对外接口均为AXI4Stream,交叉矩阵模块共10个端口,每个端口的端口号可动态分配，端口号范围为0～255,每个端口可以分配一个端口号，也可以分配多个端口号；

所述地址表模块用于存储地址表,实现数据帧的目的ID与端口号之间的映射关系，每个映射关系为一个表项，地址表模块中最多可存储1000个表项,可以由CPU模块添加、删除和查询表项，也可以由端口管理模块查询表项。

所述扩展端口模块用于根据CPU模块运行的扩展端口协议相互连接N个交换基本单元,扩展为8*N个FC端口的交换机。

所述CPU模块用于对其它模块进行初始化配置，通过配置端口管理模块和地址表模块实现隐式登录协议，通过扩展端口模块实现扩展端口协议。

进一步的,所述端口管理模块共8个，用于实现8个FC端口，所述FC端口遵循F端口的协议,可与标准的节点卡设备相连,支持1/2/4Gbps自适应数据速率。

进一步的,所述端口管理模块与交叉矩阵模块之间为AXI4Stream接口,端口管理模块接收到来自FC端口的数据帧后，会根据数据帧中的目的ID从地址表中查询需要转发的端口号，然后通过交叉矩阵转发给指定的端口；端口管理模块接收到从交叉矩阵模块发送过来的数据帧，按照链路层和物理层的协议要求重新组装后从FC端口发送出去

进一步的,所述数据帧的目的ID为知名ID或节点卡ID,当目的ID为知名ID时，对应的端口号为CPU的端口号。