CN105553888A - 可灵活扩展端口数量的PCI Express交换机硬件设计方案 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可灵活扩展端口数量的PCI？Express交换机硬件设计方案，所述方案的数据交换部分包扩背板、基础板，所述背板包含一颗PCI？Express交换芯片、一颗CPU，其中PCI？Express交换芯片提供对不同PCI？Express总线上数据的交换能力，CPU提供对交换芯片的管理与所有板卡的控制功能；基础板：包含至少2个的QSFP+连接器，提供对背板上PCI？Express总线的对外输出，该总线来自背板上的PCI？Express交换芯片。本发明通过对端口的灵活扩展，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性，在不同的配置需求下，对交换机进行不同数量的端口配置，使得性能与成本得以兼顾。
Description
技术领域
本发明涉及PCIExpress交换机技术领域，具体涉及可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，可以根据不同的配置需求，对交换机硬件进行灵活的端口数量配置。
背景技术
随着互联网与物联网行业的快速发展，各种数据呈爆炸式增长。数据中心对网络带宽要求越来越高，迫切需求一种新的网络整合方案，使数据中心可以以更加高效、高性能地方式运行。
PCIExpress交换技术的发展，促进了基于PCIExpress协议的交换机诞生。PCIExpress交换机充分利用了PCIExpress总线的低延迟、高带宽的特性，可以替换现有基于网络协议的交换机，来对数据中心进行更加有效的整合。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提出了一种可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机的硬件设计方案。通过对端口的灵活扩展，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性。在不同的配置需求下，对交换机进行不同数量的端口配置，使得性能与成本得以兼顾。
本发明所采用的技术方案为：
可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，所述方案的数据交换部分包扩背板、基础板，其中：
所述背板包含一颗PCIExpress交换芯片、一颗CPU，其中PCIExpress交换芯片提供对不同PCIExpress总线上数据的交换能力，CPU提供对交换芯片的管理与所有板卡的控制功能；
基础板：主要包含至少2个的QSFP+连接器，提供对背板上PCIExpress总线的对外输出，该总线来自背板上的PCIExpress交换芯片。
所述PCIExpress交换芯片提供至少两个PCIExpressx4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器；提供至少一条PCIExpressx16总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIExpress交换芯片。
所述CPU通过控制链路来对背板和扩展板上的PCIExpress交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。
所述基础板还包含一个软启动电源芯片，所述方案通过软启动电源芯片设计，实现对扩展板与基础板的热插拔功能。
所述方案的数据交换部分还包括扩展板，所述扩展板包含至少4个QSFP+连接器、至少1颗PCIExpress交换芯片和电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供本板卡上交换芯片的PCIExpress总线的对外输出；同时本板卡上的交换芯片通过连接器，通过一个PCIExpressx16总线连接到背板上的交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换；软启动芯片控制扩展板上的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
所述方案根据端口数量的需求，进行基础板和扩展板的二选一或者两块板卡均装配。
本发明的有益效果为：
本发明改进了交换机的硬件架构设计，采用了PCIE总线作为数据链路,，使得整机具有高性能、低延迟、可扩展、适合交换的数据类型广等特点，单机端口数量可根据不同需求进行不同的配置。通过对端口的灵活扩展，大大加大了交换机在不同应用场景下的可用性，在不同的配置需求下，对交换机进行不同数量的端口配置，使得性能与成本得以兼顾。
附图说明
图1为本发明可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机的硬件设计方案示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1：
如图1所示，可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，所述方案的数据交换部分包扩背板、基础板，其中：
所述背板包含一颗PCIExpress交换芯片、一颗CPU，其中PCIExpress交换芯片提供对不同PCIExpress总线上数据的交换能力，CPU提供对交换芯片的管理与所有板卡的控制功能；
基础板：主要包含至少2个的QSFP+连接器，提供对背板上PCIExpress总线的对外输出，该总线来自背板上的PCIExpress交换芯片。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例所述PCIExpress交换芯片提供至少两个PCIExpressx4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器；提供至少一条PCIExpressx16总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIExpress交换芯片。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例所述CPU通过控制链路来对背板和扩展板上的PCIExpress交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。
实施例4：
在实施例1的基础上，本实施例所述基础板还包含一个软启动电源芯片，所述方案通过软启动电源芯片设计，实现对扩展板与基础板的热插拔功能。
实施例5：
在实施例1-4任一的基础上，本实施例所述方案的数据交换部分还包括扩展板，所述扩展板包含至少4个QSFP+连接器、至少1颗PCIExpress交换芯片和电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供本板卡上交换芯片的PCIExpress总线的对外输出；同时本板卡上的交换芯片通过连接器，通过一个PCIExpressx16总线连接到背板上的交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换；软启动芯片控制扩展板上的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
实施例6：
在实施例5的基础上，本实施例所述方案根据端口数量的需求，进行基础板和扩展板的二选一或者两块板卡均装配。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (6)
1.可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述方案的数据交换部分包扩背板、基础板，其中：
所述背板包含一颗PCIExpress交换芯片、一颗CPU，其中PCIExpress交换芯片提供对不同PCIExpress总线上数据的交换能力，CPU提供对交换芯片的管理与所有板卡的控制功能；
所述基础板包含至少2个的QSFP+连接器，提供对背板上PCIExpress总线的对外输出，该总线来自背板上的PCIExpress交换芯片。
2.根据权利要求1所述的可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述PCIExpress交换芯片提供至少两个PCIExpressx4总线，通过连接器连接到基础板上的QSFP+连接器；提供至少一条PCIExpressx16总线，通过连接器连接到扩展板上的PCIExpress交换芯片。
3.根据权利要求1所述的可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述CPU通过控制链路来对背板和扩展板上的PCIExpress交换芯片进行实时管理与端口配置，同时对整机的所有硬件进行监控与管理。
4.根据权利要求1所述的可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述基础板还包含一个软启动电源芯片，所述方案通过软启动电源芯片设计，实现对扩展板与基础板的热插拔功能。
5.根据权利要求1-4任一所述的可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述方案的数据交换部分还包括扩展板，所述扩展板包含至少4个QSFP+连接器、至少1颗PCIExpress交换芯片和电源软启动芯片，其中QSFP+连接器提供本板卡上交换芯片的PCIExpress总线的对外输出；同时本板卡上的交换芯片通过连接器，通过一个PCIExpressx16总线连接到背板上的交换芯片，使得所有QSFP+端口均能进行数据交换；软启动芯片控制扩展板上的上电与掉电，配合其他信号完成板卡的热插拔。
6.根据权利要求5所述的可灵活扩展端口数量的PCIExpress交换机硬件设计方案，其特征在于：所述方案根据端口数量的需求，进行基础板和扩展板的二选一或者两块板卡均装配。
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