[发明专利]一种局域千兆以太网交换机

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种局域千兆以太网交换机。

背景技术

目前，在局域网领域都展开了计算机网络的介入工作，在局部办公或家庭智能化领域常常会采用专用的以太网交换机，实现信息的传输及控制。

广义上讲，交换机就是一种传输设备，即可以在通信系统实现信息交流与互通。它归属于数据链路层的网络设备，分为二层交换机和三层交换机。二层交换机可当作一个hub来使用，三层交换机应用较广泛，它可以工作在网络层。而以太网交换机指的是基于以太网传输数据的交换机，以太网是采用共享总线型传输数据的交换机、采用共享总线型传输媒体方式的一种局域网结构。

如果以太网上拥有大量的用户、繁忙的应用程序和各式各样的服务器，而网络结构未作出任何调整，那么整个以太网局域网络的性能可能会非常低。作为局域网的主要连接设备，以太网交换机成为应用普及最快的网络设备之一。以太网交换机可以解决网络利用率低、碰撞率高的问题，目的是尽可能减少和过滤网络中的数据流量。在以太网添加一个10/100/1000Mbps的交换机不仅可以处理10/100Mbps的常规以太网数据流，而且还可以支持1000Mbps的快速以太网连接。

随着网络技术发展迅速，对局域网的工作要求越来越高，关键因素在于交换机的性能，为了适应新型智能化、自动化要求，开发简单实用、高性价比的交换机设备成为市场上的上佳选择。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种局域千兆以太网交换机，其目的在于克服局域网内信息传输低速、窄带宽的缺点，实现多用户之间高速信息的互联。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种局域千兆以太网交换机，包括基于SOC片上系统的主处理器、(N+1)个以太网PHY芯片、交换机芯片、N个以太网接口；其中，N为不大于16的自然数；

其中，第一以太网PHY芯片的一端与主处理器的一端相连，另一端与交换机芯片的第一接口相连，主处理器的另一端还与交换机芯片相连；第n个以太网接口与第(n-1)个以太网PHY芯片串联后与交换机芯片的第n接口相连；其中，n为大于1、不大于N的自然数；

上述架构实现了1路主机，N路分机的二层局域千兆以太网交换机；主处理器是整个局域千兆以太网交换机的处理核心，用于控制各分机之间的数据交换以及主处理器与分机的高速数据传输；第一以太网PHY芯片作为主处理器与交换机芯片之间的桥梁，用于实现主处理器与分机之间的通讯；交换机芯片是数据交换的执行核心，所有数据的传输都经过交换机芯片的协调；第2以太网PHY芯片～第(N+1)以太网PHY芯片是交换机芯片与外部接口之间的桥梁，用于将各分机传输的标准信号转换为交换机芯片可识别的信号；网络接口是用于连接分机的以太网通用接口插槽，连接普通网线插头。

优选的，上述的局域千兆以太网交换机，其主处理器包括供电电路、DDR电路和至少两个Flash；其中，供电电路用于主处理器内核以及IO接口供电，DDR电路为主处理器提供高速的RAM(Random-Access Memory，随机存取存储器)内存，便于主处理器进行快速处理；其中一个Flash为主处理器提供程序存储空间，用于存储操作系统、主处理器启动程序，另一个Flash为主处理器提供数据存储空间。

优选的，上述的局域千兆以太网交换机，其配置顺序具体如下：

(1)通过主处理器对第一以太网PHY芯片和交换机芯片进行配置；

(2)通过交换机芯片对第2～第(N+1)路以太网PHY芯片进行配置。

优选的，上述的局域千兆以太网交换机，其主处理器内部PS(Processing System)系统包括MDIO、MDC接口，用于配置第一以太网PHY芯片，实现主处理器与第一以太网PHY芯片、第一以太网PHY芯片与交换机芯片之间的通讯配置；主处理器与第一以太网PHY芯片之间采用RGMII模式通讯；第一以太网PHY芯片与交换机芯片之间采用SGMII模式通讯。

优选的，上述的局域千兆以太网交换机，其主处理器通过SPI总线对交换机芯片进行配置，进而通过交换机芯片配置第2～第(N+1)路以太网PHY芯片。

优选的，上述的局域千兆以太网交换机，交换机芯片采用博通BCM5396，以太网PHY芯片采用88E1111。