CN106027424A - 基于RapidIO交换技术的以太网交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，包括：第一组多路以太网接口、第二组多路以太网接口、第一FPGA功能模块、第二FPGA功能模块、RapidIO交换模块和VPX接口；其中，第一组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第一FPGA功能模块的M接口相连，第二组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第二FPGA功能模块的M接口相连，第一FPGA功能模块的S接口与RapidIO交换模块SW1接口相连，第二FPGA功能模块的S口端与RapidIO交换模块SW2接口相连，RapidIO交换模块SW3接口与VPX接口连接。本发明可实现16路千兆以太网的数据交换。

Description

基于RapidIO交换技术的以太网交换装置
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置。
背景技术
RapidIO交换技术是一种基于高性能包交换的互连技术，主要功能是完成在一个系统内的微处理器、DSP、通信和网络处理器、系统储存器以及外设之间高速的数据传输。它主要适用于网络和通信设备、企业储存库和其它高性能的嵌入式市场，它通过提供带宽、软件独立性、容错性和短等待时间，满足用户对数据高速、实时传输的需求。目前，在实现芯片到芯片之间、板与板之间的高速互连上，RapidIO所体现的优势被广泛认同。主流RapidIO采用串行传输，有×1、×2、×4四种方式，速率有1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、5Gbps。
Ethernet-Over-RapidIO技术实现Ethernet数据帧的RapidIO透传，即通过把Ethernet数据帧封装在RapidIO数据帧中，从而实现以太网数据包在RapidIO网络传输的目的。RapidIO支持消息传递(MessagePassing)和直接IO/DMA(Direct IO/Direct Memory Access)两种传输方式。这两种方式都可以实现Ethernet-Over-RapidIO技术。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，可实现16路千兆以太网的数据交换。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，包括：第一组多路以太网接口、第二组多路以太网接口、第一FPGA功能模块、第二FPGA功能模块、RapidIO交换模块和VPX接口；其中，第一组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第一FPGA功能模块的M接口相连，第二组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第二FPGA功能模块的M接口相连，第一FPGA功能模块的S接口与RapidIO交换模块SW1接口相连，第二FPGA功能模块的S口端与RapidIO交换模块SW2接口相连，RapidIO交换模块SW3接口与VPX接口连接。
进一步地，所述第一组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第一FPGA功能模块的M接口实现交互；
所述第二组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第二FPGA功能模块的M接口实现交互。
进一步地，所述第一FPGA功能模块和第二FPGA功能模块均包括：
PS单元，用于提供双核cotex-A9 800M主频的数据处理能力，用于系统配置、状态监控、状态管理；
PL单元，包括：多个千兆以太网MAC层、RapidIO控制器以及协议转换模块；
多个千兆以太网MAC层，用于以太网MAC层的数据处理；
RapidIO控制器，用于RapidIO数据接口的控制；
协议转换模块，用于以太网协议和RapidIO协议的MAC层转换。
进一步地，所述RapidIO交换模块具体用于，提供SW1、SW2、SW3三端个5Gbps×4的RapidIO端口；提供端件数据的全交换。
进一步地，所述VPX接口，支持4×5Gbps的信号传输，提供RapidIO信号的稳定电气连接。
6、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一组多路以太网接口和第二组多路以太网接口均为8路以太网接口。
7、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个千兆以太网MAC层为8个千兆以太网MAC层。
本发明有益效果如下：
本发明通过协议转换将以太网数据转换为RapidIO数据，并在底层实现RapidIO数据交换，同时可通过标准的VPX接口同时传输16路以太网数据。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例所述装置的结构示意图；
图2是千兆以太网图像采集示意图；
图3是实例2千兆数据交换网示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
如图1所示，图1为本发明实施例所述装置的结构示意图，具体可以包括：第一组多路以太网接口、第二组多路以太网接口、第一FPGA功能模块、第二FPGA功能模块、RapidIO交换模块和VPX接口；其中，第一组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第一FPGA功能模块的M接口相连，第二组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第二FPGA功能模块的M接口相连，第一FPGA功能模块的S接口与RapidIO交换模块SW1接口相连，第二FPGA功能模块的S口端与RapidIO交换模块SW2接口相连，RapidIO交换模块SW3接口与VPX接口连接。
上述第一组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第一FPGA功能模块的M接口实现交互。
上述第二组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第二FPGA功能模块的M接口实现交互。
本发明实施例中，第一组多路以太网接口和第二组多路以太网接口2均为8路，但是并不限于8路。
上述第一FPGA功能模块(第二FPGA功能模块)，提供PS单元(固定逻辑)和PL(可编程逻辑)单元的SOC设计，其中，
PS单元，负责提供双核cotex-A9 800M主频的数据处理能力，用于系统配置、状态监控、状态管理；
PL单元，包括：多个千兆以太网MAC层、RapidIO控制器以及协议转换模块；
多个千兆以太网MAC层，用于以太网MAC层的数据处理，其数量多少与以太网接口的多少对应，本发明实施例中以8个为例；
RapidIO控制器，用于RapidIO数据接口的控制；
协议转换模块，用于以太网协议和RapidIO协议的MAC层转换。
RapidIO交换模块，提供SW1、SW2、SW3三端个5Gbps×4的RapidIO端口；提供端件数据的全交换(端口对等，数据直通)。
VPX接口，支持4×5Gbps的信号传输，提供RapidIO信号的稳定电气连接。
如图2所示，图2为本发明实施例的一个应用实例示意图，本发明实施例所述的一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，在16路千兆以太接口接入16个千兆以太网高清摄像头，将板卡插入标准VPX 6U机箱里，机箱是PowerPC的，支持4×5Gbps RapidIO,就可以识别出16个千兆以太网摄像头，实时显示视频。
如图3所示，图3为本发明实施例的另一个应用实例示意图，本发明实施例所述的本发明一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，在16路千兆以太接口接入16个不同的网络设备，可以实现全网络交换，任何节点间的传输延迟不大于50us。
综上所述，本发明实施例提供了一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，可实现16路千兆以太网的数据交换。首先通过协议转换将以太网数据转换为RapidIO数据，并在底层实现RapidIO数据交换，同时可通过标准的VPX接口同时传输16路以太网数据。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于RapidIO交换技术的以太网交换装置，其特征在于，包括：第一组多路以太网接口、第二组多路以太网接口、第一FPGA功能模块、第二FPGA功能模块、RapidIO交换模块和VPX接口；其中，第一组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第一FPGA功能模块的M接口相连，第二组多路以太网接口与外部以太网设备相连，另一端与第二FPGA功能模块的M接口相连，第一FPGA功能模块的S接口与RapidIO交换模块SW1接口相连，第二FPGA功能模块的S口端与RapidIO交换模块SW2接口相连，RapidIO交换模块SW3接口与VPX接口连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第一FPGA功能模块的M接口实现交互；
所述第二组多路以太网接口，提供多个标准的千兆以太网RJ45连接口，提供符合千兆以太网物理层传输规范的协议，并将数据通过RGMII接口与第二FPGA功能模块的M接口实现交互。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一FPGA功能模块和第二FPGA功能模块均包括：
PS单元，用于提供双核cotex-A9 800M主频的数据处理能力，用于系统配置、状态监控、状态管理；
PL单元，包括：多个千兆以太网MAC层、RapidIO控制器以及协议转换模块；
多个千兆以太网MAC层，用于以太网MAC层的数据处理；
RapidIO控制器，用于RapidIO数据接口的控制；
协议转换模块，用于以太网协议和RapidIO协议的MAC层转换。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RapidIO交换模块具体用于，提供SW1、SW2、SW3三端个5Gbps×4的RapidIO端口；提供端件数据的全交换。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述VPX接口，支持4×5Gbps的信号传输，提供RapidIO信号的稳定电气连接。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一组多路以太网接口和第二组多路以太网接口均为8路以太网接口。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个千兆以太网MAC层为8个千兆以太网MAC层。
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