[发明专利]一种基于VPX总线的控制交换模块

摘要

本发明公开了一种基于VPX总线的控制交换模块，通过将控制交换模块拆分为主控板和交换板，解决了控制交换模块接口过多和体积受限的矛盾；根据实际任务需求和资源使用情况，可以采用构型完全相同的多块控制交换模块同时工作，进行热备份实现双余度功能来保证整个系统的可靠性；本发明还采用板对板高速连接器完成主控板和交换板之间数据和命令的交互，有效提升控制交换模块的灵活性、通用性和可靠性。

主权项

1.一种基于VPX总线的控制交换模块，其特征在于，包括主控板和交换板；所述的主控板以PowerPC为核心，包括PowerPC、PCIE交换单元、SRIO交换单元、PCIE‑SATA协议转换单元、板对板高速连接器、存储器单元、以太网芯片单元、FPGA复位配置单元；PowerPC通过自身的PCIEx4接口与PCIE交换单元相连，经过PCIE交换单元拓展，实现6路PCIEx1信号通过VPX总线接口的数据平面分别与外部6个载荷模块的VPX总线接口的数据平面进行数据交互；实现1路PCIEx4信号通过VPX总线接口的数据平面与外部载荷模块相连；实现1路PCIEx2信号与PCIE‑SATA协议转换单元相连，再通过PCIE‑SATA协议转换单元拓展成2路SATA信号，并通过VPX总线接口的数据平面与外部存储板模块的VPX总线接口的数据平面相连；PowerPC通过自身的SRIOx4接口与SRIO交换单元相连，通过SRIO交换单元拓展，实现3路SRIOx4信号，将其中2路SRIOx4信号通过VPX总线接口的数据平面与外部冗余备份的控制交换板模块VPX总线接口的数据平面互连，实现主备控制交换板模块间的数据传递；将另外1路SRIOx4信号通过板对板高速连接器连接到本控制交换板模块的交换板上，以实现和外部各载荷模块的VPX总线接口的数据平面进行数据交互；PowerPC通过自身的1路SGMII接口与板对板高速连接器相连，通过板对板高速连接器间接与本控制交换板模块的交换板相连接，拓展6路GbE信号，与外部各载荷模块的VPX总线接口的控制平面相连；通过自身的RGMII接口与板对板高速连接器相连，通过板对板高速连接器与本控制交换板模块的交换板相连接，实现对交换板的以太网交换芯片的控制管理；将自身的另外1路SGMII接口直接通过VPX总线接口的控制平面与外部冗余备份的控制交换板模块VPX总线接口的控制平面相连接，实现主备控制交换板模块间命令传递；存储器单元采用SDRAM、Nor Flash、Nand Flash三种存储器类型，其中，SDRAM存储器采用DDR3规格设计，与中央处理器单元上的DDR3内存接口对接，用于存储执行程序和数据；Nor Flash存储器主要用于存储操作系统和复位配置字RCW；Nand Flash存储器采用控制机制FCM进行接口设计，主要用于存储文件系统；以太网芯片单元是由PowerPC通过自身的RGMII接口与以太网PHY芯片相连所构成，并通过以太网PHY芯片将PowerPC的1路RGMII接口信号转换成1000BASE‑T以太网电气信号；FPGA复位配置单元通过FPGA实现主控板和交换板的同时复位；所述的交换板包括SRIO交换单元、GbE交换单元和板对板高速连接器；其中，板对板高速连接器同时与主控板和交换板相连，使主控板和交换板间通过板对板高速连接器实现数据交互；板对板高速连接器将主控板送来的1路SRIOx4信号输入到SRIO交换单元，SRIO交换单元将1路SRIOx4信号拓展成8路的SRIOx4信号，再将其中6路SRIOx4信号通过VPX总线接口的数据平面与外部各载荷模块相连，另外2路SRIOx4信号通过板对板高速连接器走主控板的VPX总线接口的数据平面与冗余备份的控制交换板模块互连，实现主备控制交换板模块间的数据传递；板对板高速连接器将主控板送来的1路GbE信号输入到GbE交换单元，GbE交换单元将1路GbE信号拓展成7路的GbE信号，再将其中6路GbE信号通过VPX总线接口的控制平面与外部各载荷模块相连，另外1路GbE信号通过板对板高速连接器走主控板的VPX总线接口的控制平面与冗余备份的控制交换板模块VPX总线接口的控制平面互连，实现主备控制交换板模块间的命令传递。