CN1440608A - 具有网格化底板的系统以及用于通过该系统传输数据的过程 - Google Patents

Abstract

一个网格化底板有用于在多个应用模块的每个与每另一个之间在每个方向上的高速串行连接的专用连接对。提供用于带外信号传输的管理/控制总线。该串行差分对网格必要时可用于管理/控制总线信号。也为电话应用提供一种时分多路转换结构。提供一个星型互连区用于从冗余时钟分发信号。

Description

具有网格化底板的系统以及用于通过该系统传输数据的过程

技术领域

本发明总体涉及连网数据处理系统，更具体地说涉及宽带网络环境，例如使用SONET主干线和混合光纤-同轴电缆(“HFC”)来把用户连接到主干线的宽带网络环境。一种正在出现的用于该HFC环境的硬件/软件标准是CableLabs的DOCSIS(电缆服务接口标准上的数据，即Data Over Cable Service Interface Standard)。

背景技术

在目前的向HFC系统(每个连接到200个家庭/客户)的宽域数据传输的配置中，头端服务器(head-end server)通过挂在SONET环上的多路转换器连接到SONET环(见图1)。这些多路转换器目前耗费约50,000美元，这还不算头端服务器，而对社团服务的扩大，可能需要新的多路转换器和服务器。

在头端服务器上的部件故障，能使整个“下游”(从头端到终端用户)子网络失去与世界的通信。已经有人试图集成一些系统，以便减少成本以及方便系统管理。图2中表示目前集成的一种数据传递系统。图2表示的系统具有逆向路径监视系统、以太网交换机、路由器、调制器和上转换器(upconverter)、供给(provisioning)系统、电话部件、以及多个CMTS(电缆调制解调器终端系统)。这类系统通常具有供应其多系统的多个厂商，并且具有不同的管理系统、大的覆盖区域(large footprint)、大的功率要求以及高运行成本。

图3中表示一个典型的用于传递声音和数据的网络宽带电缆网络。两个OC-12端口接口服务器各与两个主干线路由器之一连接，这两个主干线路由器又连网到两个交换机。这两个交换机连网到CMTS头端路由器。CMTS头端路由器与多个光学节点相连。交换机也连接到多个电话干线网关，后者又连接到公共交换电话网(PSTN)。与图2中所示的“集成”系统一样，这类网络通常也具有供应其多系统的多个厂商，并且具有不同的管理系统、大的覆盖区域、大的功率要求以及高运行成本。

为了促进有效的集成解决方案，需要一种具有以紧凑的方式传递话音和数据的带宽和路由功能的集成电互连系统。

集成的问题包括复杂系统中电路路由的困难、保持部件的安排和类型的灵活性、管理数据流控制、限制部件大小和数量、以及限制成本。

需要有一种集成解决方案来降低系统规模、系统功率要求和系统成本，并赋予数据传递系统更大的一致性。

本发明的目的是提供一种用于高质量话音、数据和视频服务的宽带传递的电互连的系统和方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于具有较高网络可靠性、能可靠地支持重要电话业务并能支持分级语音和数据服务的电缆接入平台的系统和过程。

本发明的另一个目的是提供一种用于安全、可缩放的网络交换机的系统和过程。

发明内容

为集成交换机提供以紧凑的方式传递话音和数据的带宽和路由功能的问题是由本发明的网格化底板解决的。

网格化底板具有专用的成对连接，用于在多个应用模块的每个应用模块与每个其它应用模块之间在每个方向上的高速串行连接。提供一个管理/控制总线用于带外信号传输。该串行差分对的网格在必要时可用于管理/控制总线信号。也为电话应用提供一种时分多路复用结构。提供一个星互连区(star interconnect region)用于从冗余时钟分发信号。

从以下对各附图中所示的本发明实施例的详细说明，可以更好地理解本发明以及以上和其它优点。

附图说明

图1表示现有技术的SONET环上的网络；

图2表示现有技术的数据传递系统；

图3表示现有技术的数据传递网络；

图4是按照本发明的原理的机架的方框图；

图5表示具有图4的机架的集成电缆基础结构的框图；

图6是图4的机架中的应用卡、底板和它们之间的一部分互连的框图；

图7是包括交换网格在内的底板互连的示意图；

图8是表示插槽之间的差分对连接的两个示例性插槽的框图；

图9是按照本发明原理的应用模块中的MCC芯片的框图；

图10是分组标签的示意图；

图11是一般的交换分组标题(switch packet header)的框图；

图12是通过底板的数据传输的流程图；

图13是输入ICL包的框图；

图14是图13的ICL包的标题的框图；

图15表示按照本发明原理映射信道到底板插槽的示例性映射表；

图16是在本发明的底板中连接的总线仲裁应用模块的框图；

图17是图16的应用模块中的总线仲裁的状态图。

具体实施方式

图4表示按照本发明原理操作的机架200。机架200把多个网络应用集成到一个单一交换系统中。本发明是完全网格化的OSI层3/4IP-交换，具有高性能的分组转发、过滤和Qos/Cos(服务质量/服务等级)功能，使用由机架控制器中的群集管理器控制的低级内置软件。高级软件驻留在机架控制器中，包括路由器服务器功能(RIPv1、RIPv2、OSPF等)、网络管理(SNMP V1/V2)、安全、DHCP、LDAP和远程接入软件(VPNs、PPTP、L2TP和PPP)，并且随时能进行修改和升级。

在本发明的该实施例中，机架200有14个模块插槽。这14个插槽中的12个安装应用模块205，两个插槽安装控制器模块210。每个应用模块有一个板上DC-DC转换器并且是“可热插”到机架中的。机架控制器模块210是用于冗余系统时钟/总线仲裁的。可以被集成到机架中的应用的例子是CMTS模块215、以太网模块220、SONET模块225和电话应用230。另一个应用可以是一个机架间连接(ICL)端口235，机架可以通过器连接到另一个机架。

图5表示具有图4的机架200的集成电缆基础结构260。机架200是语音和数据传递的区域性集线器(regional hub)262(也称作“头端”)的一部分。集线器262包括视频控制器应用264、视频服务器266、Web/高速缓存服务器268和操作支持系统(OSS)270、组合器271和机架200。机架200起着IP接入交换机的作用。机架200连接到SONET环272，后者位于集线器262的外部，具有与因特网274的连接以及与公共交换电话网络(PSTN)276的连接。机架200和视频控制器应用264附接到组合器271。组合器271由HFC连接278连接到电缆客户，提供IP语音、数据、视频和传真服务。通过HFC连接278至少可以将2000个客户连接到头端。机架200可支持多个HFC连接，并且可以将多个机架一起连网(如下文所述的那样)，以支持数千个电缆客户。

按照当今的惯例，有一个宽带信道用于向用户(可以是台式电脑、传真机或电话机)传输(下载)，四个较窄的信道用于上载。这是由O/E节点上双工的HFC卡处理的。本地HFC电缆系统或回路可以是同轴电缆分配网络，具有向电缆调制解调器的落线(drop)。

图6表示与图4的机架200的底板420连接的应用模块。在本发明的本实施例中，底板是用一个24层的印刷线路板实现的，包括144对单向差分对连接，每对把最多12个应用模块的每一个应用模块的输入和输出端子与每个其它模块和自己的输入和输出端子直接相连。每个应用模块通过这些端子通过网格通信芯片(MCC)424与底板接合。每个应用模块也连接到机架管理总线432，后者向模块提供与机架控制器428、430的连接。每个MCC424有12个串行连接接口通往底板420。每个应用模块上的串行连接中的11个用于将该应用模块连接到机架上的其它每个应用模块。一个连接用于将该模块与自己连接，即形成回路。底板是完全网格化的，意思是通过这些串行连接，机架中的每一个应用模块与其它每一个应用模块有一个直接连接。图6中只显示了一部分连接作为例子。底板网格在图7中表示。

MCC的12个具有串行连接的信道被编号为0到11。这个编号称作信道ID或CID。底板上的插槽也被编号为0到11(插槽ID或SID)。然而，机架系统不要求信道0被线路连接到底板上的插槽0。一个串行连接可以连接到任何插槽。插槽ID是根据系统拓扑而动态设置的。这就为底板布线提供了自由度，不然的话，除了现在底板上的24层以外，还需要另外的层。应用模块读取它所插入的插槽的插槽ID。应用模块在数据传输之间的一个空闲流中将该插槽ID发送出其串行线路。应用模块也在每个数据传输中包括该插槽ID。

图15表示卡中的信道到底板插槽的映射表的例子。每个卡存储表的一部分，就是说，表行涉及特定的卡。表行被存储在MCC中。

图16表示与底板连接的管理总线仲裁应用模块。底板含有两个单独的用于故障保护的管理总线。在包括两个机架控制器以及十二个应用模块的机架中的每个应用模块可以使用这两个管理总线或其中之一。

管理总线被用于机架内部的低速数据传输，一般由控制、统计、配置信息、机架中的从机架控制模块到应用模块的数据组成。

管理总线的实现由一个四位数据路径、一个传输时钟、一个传输时钟信号、一个冲突控制信号和一个四位仲裁总线组成。

如图16中所见，总线控制器有一个10/100MAC器件、一个接收FIFO、总线收发机逻辑和一个可编程逻辑器件(“PLD”)组成。

管理总线上的数据路径是一个四位的MII(独立于介质的接口)标准接口，用于10/100以太网MAC。总线模拟标准100Mbit以太网总线接口的运行，以便能利用MAC功能。可编程逻辑器件含有一个执行总线仲裁的状态机。

图17表示用于管理总线的可编程逻辑器件中的状态机的状态图。仲裁线路通过使用开放集合逻辑来确定哪个模块有总线的控制权。仲裁总线的拉起(pull-ups)驻留在机架控制器模块上。每个插槽把它的插槽ID放在仲裁线路上，以请求总线。在传输要被传输的数据的前缀的期间，如果仲裁被破坏，则总线控制器假设另一个插槽同时请求过总线，并且PLD内的状态机通过激活一个对于该总线和本地MAC器件的冲突信号而放弃传输操作。当其它模块检测到总线上的冲突信号是活动的时，每个本地MAC上的冲突线路就被设置到冲突状态，这就使MAC内的补偿(back-off)算法能确定下一次传输时间。如果检测不到冲突，就将数据锁存到每个模块的接收FIFO中，并用TX_Enable信号来量化来自总线的数据。状态机在传输状态的前缀期间等待四个时钟周期，在冲突状态期间等待四个时钟周期，让其它模块与总线的状态同步。底板结构

图7表示图6中示例性表示的本发明交换机当前实施例的底板内部结构。一个特征是在区域505中所示的插槽之间的全网格互连。插槽由图7中的纵向直线表示。这是用如图8中所示的内置在底板中的差分对中的144对实现的。每个插槽因此有通往系统中每个其它插槽的全双工串行路径。系统中有n(n-1)个非环路连接，即132个连接，对于底板中的总共264个差分对的双工对配置来说这个数字加倍(或者对于528条线来说进一步加倍)，以产生本发明实施例中的底板网格。每个差分对都能支持大于每秒1吉比特(gigabit)的数据通量。

在当前发明的实现中，将时钟信号嵌在串行信令中，避免了需要单独的对(四芯线)来用于时钟分配。因为数据路径是独立的，所以机架中的不同的卡对可以交换(ATM)信元和其它的交换(IP)分组。每个插槽也能同时在其所有11个串行连接上传输，这是一个对广播来说有用的特点。所有在它们的所有串行连接上传输的插槽获得每秒132吉比特的峰值带宽。持续的带宽依赖于系统配置。

网格提供在底板中应用卡之间的完全冗余的连接。可以有一个连接出故障而不影响卡的通信能力。路由表被存储在机架控制器中。如果例如应用模块1与应用模块2之间的连接出故障，路由表就被更新。当应用模块向机架控制器报告在特定的串行连接上没有数据被接收时，路由表被更新。通过应用模块1进入的向应用模块2寻址的数据，被路由到另一个应用模块，例如应用模块3，后者然后将数据转发到应用模块2。

总线连接的底板区525包括三个总线系统。提供管理/控制总线530用于信令、控制和管理信息的带外通信。用于管理总线故障的冗余备份将是网格互连结构505。在当前的实现中，管理总线提供32位10-20MHz的传输，按包总线一样操作。仲裁是在系统时钟模块102上(时钟A)中心化的。允许任何插槽至任何插槽的通信，也支持广播和多站播送。总线驱动器被集成在系统总线FPGA/ASIC上。

也提供TDM(时分多路转换)结构535用于电话应用。备选的方法包括使用DSO结构，该结构使用采用H.110标准的32个TDM干线(十六个全双工、2048个FDX时间片，或约3个T3)，或者使用SONET ATM(异步传输模式)结构。

也可以在总线连接的底板区540中分配各种静态信号。插槽ID、时钟故障和管理总线仲裁故障都可以用信号表示。

星型互连区545提供独立于冗余时钟102和103的时钟分配。底板总线540上的静态信号告诉系统模块哪个系统时钟和总线仲裁插槽是活动的。支持两个时钟分配网络：一个其它时钟根据其同步的基准时钟，一个TDM总线时钟，视所选择的TDM总线仲裁体系结构而定。这两个时钟被与一个内部的层3/4振荡器或者与一个外部提供的BITS(构造集成定时源，即Building Integrated Timing Supply)同步。

图8表示在第一模块MCC A 350上的第一MCC上的第一连接点和在第二模块MCC B 352上的第二MCC上的第二连接点，以及它们之间的连接354、355、356和357。这些连接穿过按照本发明的底板网格360。MCC350、355上各自有发送信道362、364和接收信道366、368，每个信道上有一个正连接和一个负连接。对所有点来说，由于底板网格，一个模块上的每个点在其与每另一个点之间总共由四个连接。差分传输线的电阻和长度被控制，以保证信号完整和高速操作。

图9是MCC芯片的框图。F-总线接口805连接MCC300与FIFO总线(F-总线)。12个发送FIFO810和12个接收FIFO815被连接到F-总线接口805。每个发送FIFO有一个数据压缩器(一共12个数据压缩器820)，每个接收FIFO有一个数据扩展器(一共12个数据扩展器825)。十二个串行器/去串行器830服务数据压缩器820和数据扩展器825，每个对应一个压缩器和一个扩展器。MCC中的信道被定义为一个与其编码/解码逻辑、发送队列和接收队列在一起的串行连接。从各信道引出的串行线路连接到底板网格。所有信道都能同时发送数据。本发明的一个当前的实现用网格通信芯片来互连采用串行连接技术的完全网格中的多达13个F总线，每个MCC有两个F总线接口和12个串行连接接口。MCC在F总线上按照从64字节到完整分组的可编程尺寸增量范围发送和接收分组。它含有12个虚拟发送处理器(VTP)，它们从F总线取得分组，然后把这些分组发送出串行链接，允许同时有12个外出的分组。这些VTP读取分组的前面的MCC标签，并动态地把它们自己连接到在标题中所指示的目的地插槽。

卡/插槽特定的处理器、卡/插槽特定的MAC/PHY对(以太网、SONET、HFC等)和MCC在一个双向F总线(或多个单向F总线)上通信。分组发送路径是从PHY/MAC到处理器，再从处理器到MCC，然后去到网格之外。处理器在FIPP中进行层3和层4查找，以确定分组的目的地和服务质量(QoS)；必要时修改标题；在向MCC发送分组之前预先把MCC标签挂起到分组上。

分组接收路径是从网格到MCC再到处理器，然后从处理器到MAC/phy，然后去到信道之外。处理器在把分组发送到MAC之前剥离MCC标签。

本发明中的第一数据流控制机制利用底板中连接和至模块的连接的双工对配置。MCC有一个对FIFO预定的满门限值。如果接收FIFO充满到该预定的门限值，就通过双工对的发送信道发送一个要求停止发送数据的代码。代码被用来直接耦合平衡传输线上的信号并使得能够检测错误。本发明的实现中的代码是16B/20B代码，然而在本发明的范围内也可以使用其它代码。MCC发送一个具有XOFF位被置位以便关闭数据流的I1或I2代码。这个消息被包括在传输信道上传输的数据流中。如果该FIFO下降到该预定的门限值之下，MCC就通过发送一个XOFF位被清除的I1或I2代码而清除该停止消息。高效的流控制防止低深度的FIFO溢出，由此允许在ASIC中使用例如512字节的小FIFO。这降低了系统中微芯片的成本。

图10表示一个分组标签，也称MCC标签。MCC标签是一个32位的标签，用来为分组选择路由以通过底板网格。标签被插槽处理器加在分组的前面后再发送到MCC。标签由四个字段：目的地屏蔽字段、优先级字段、保持字段和保留字段。目的地屏蔽字段是保持分组要被发送到的、可能是也可能不是系统中最终目的地的当前机架中的插槽的屏蔽的字段。对于发送分组来说，MCC用该目的地屏蔽来确定分组要被发送到哪个(哪些)发送队列。对于接收分组来说，MCC用优先级字段和保持字段来确定在过度使用的插槽中要丢弃哪些分组。保留字段在本发明的当前实施例中不用。

MCC有两个独立的发送模式选择器，即插槽至信道映射和虚拟发送模式。在插槽至信道映射中，MCC透明地把各SID映射到各CID，软件不必跟踪该映射。在虚拟发送模式中，MCC半透明地处理多点播送分组。MCC取得一个单F总线流并把它引导至多个信道。MCC中的发送端口寻址虚拟发送处理器(VTPs)而不是插槽。F总线接口把分组引导到选定的虚拟发送处理器。该VTP保存MCC标签中的目的地屏蔽字段，并把分组数据(包括MCC标签)转发到目的地屏蔽中所指示的发送队列集合。该分组的所有随后的64字节的“块”都被插槽处理器用相同的端口ID发送，这样被引导到相同的VTP。该VTP把该分组各个块转发到在根据MCC标签保存的目的地屏蔽字段中所指示的发送队列集合。当某个块到达并且EOP位置位时，VTP清除其目的地屏蔽。如果下一个以该端口为目的地的分组不是一个新分组的开始(即SOP位置位)，VTP就不把该块转发到任何队列。

MCC标签的目的地屏蔽使得能通过“锁存”而高效地进行分组的多播传输。目的地屏蔽包括所有指定目的地插槽的代码。所以，如果某个分组是要发往所有12个插槽的，则只需要发送一个分组。该标签被送达在屏蔽中编码的所有目的地。如果只有一部分插槽要接收该分组，则只将这些插槽编码在目的地屏蔽中。

MCC保持一组“信道忙”位，MCC用该位组来防止多个VTP同时向相同的CID发送分组。这个冲突防止机制不是要帮助插槽处理器管理忙的信道，而是要防止在插槽处理器偶然在同时向同一个插槽发送两个分组的情况下分组的完全毁坏。当各VTP得到新的分组时，它们把目的地CID屏蔽与信道忙位比较。如果任何信道忙，就将其从目的地屏蔽中去除，并为该CID记录一个错误。VTP然后为所有剩余的目的地信道设置所有的忙位，并发送分组。当VTP了解到EOP在该分组的F总线上时，就清除其目的地CID的忙位。

F总线接口执行在MCC与应用模块的其余部分之间的I/O功能。应用模块把一个如图10中所示的32位分组标签(MCC标签)，加到要被通过网格选择路由的每个数据分组。

在F总线上被接收或发送的数据分组的宽达64位。在数据传输中，F总线接口把4个状态位加到发送数据，以构成一个68位的数据段。F总线接口把该68位的数据段放入根据分组标签所确定的适当的发送FIFO中。发送FIFO中的数据被传送到相关联的数据压缩器，68位的数据段在那里被缩短成10位的段。数据然后被传送到相关联的串行器，在那里被进一步缩短成串行流。该串行流被发送出串行链接，从而发送往底板。

从底板到达的数据通过一个串行连接到达相关联的信道。该信道的串行器把数据扩展成10位的数据段，相关联的数据扩展器将数据扩展成68位的数据段，该68位的数据段被传送到相关FIFO，然后从该FIFO传送到F总线接口。

高速IP处理器(FIPP)配备有32/64M字节的高速同步SDRAM、8M字节的高速同步SRAM和自举闪存。FIPP有一个32位PCI总线和一个64位FIFO总线(F总线)。FIPP向所有F总线连接的设备传送分组数据或从所有F总线连接的设备传送分组数据。它在单点播送和多站播送两种方式中提供IP转发。路由表通过管理总线从机架路由服务器接收。FIPP也提供诸如过滤的更高层功能和CoS/QoS。

每个线卡有一个生成每个卡所必需的所有时钟的时钟子系统。这将锁定到由系统时钟和管理总线仲裁卡所提供的基准时钟。

每个卡都有一个热插、通电复位电路和Sanity定时器功能。所有卡都有板上的DC-DC转换器，转换范围从底板中的-48V干线到应用所需的任何电压。有些卡(诸如CMTS卡)可能要有两个独立的电源，以使卡的模拟部分的性能最大化。

图11表示集成交换机的一个一般性交换标题。该标题被用来引导数据分组通过系统。最终目的地可以是机架内的或者机架间的。

标题类型字段指示用来为分组选择路由通过具有一个或多个机架系统的网络的标题类型。一般来说，标题类型字段被用来解码分组并提供分组转发所需的信息。具体来说，标题类型字段可以被用来指示目的地结构接口地址有逻辑端口。报头类型字段也被用来指示分组是要被广播还是要被单点播送。标题类型字段被用来指示标题中的相关字段。

保持字段指示某分组是否可以因阻塞而被丢弃。

片段字段指示分组片段以及是否该分组由两个帧组成。

优先级字段被用来指示分组优先级。

Encap类型字段是一个一位字段，它指示在分组被转发之前是否需要更进一步的层2的处理。如果该位被置位，L2存在；如果该位不被置位，L2不存在。

Mcast类型字段是一个一位字段，它指示该分组是广播分组还是多点播送分组。视具体情况，可以使用它，也可以不使用它。

目的地FIA(结构接口地址)类型字段指示目的地FIA是短形式的(即<机架/插槽/端口>)还是长形式的(即<机架/插槽/端口/逻辑端口>)。视具体情况，可以使用也可以不使用这个字段。这个字段可以与标题类型字段组合。

源FIA类型字段是一个一位字段，它指示源FIA是短形式的(即<机架/插槽/端口>)还是长形式的(即<机架/插槽/端口/逻辑端口>)。视具体情况，可以使用也可以不使用这个字段。这个字段可以与标题类型字段组合。

数据类型字段是一个x位的字段，用于使用交换机层的应用到应用的通信。该字段指示分组目的地。

转发信息字段是一个x位的字段，它保存转发表修订版(Forwarding Table Revision)是一个转发信息下一个跳变字段，交换下一跳变，它与forward_table_entry key_id一起标识分组要走出的那个端口。

目的地FIA域是一个x位的域，指示分组的最终目的地。它含有<机架/插槽/端口>，有时含有逻辑端口信息。机架的值为0表示含有主代理的机架。端口的值为0表示分组的接收器是个应用模块。逻辑端口可以用来指示卡中哪个堆栈/实体要接收分组。所有边沿端口和ICL端口因此都是基于“1”的。

源FIA域是一个x位的域，指示分组的源。它被路由服务器用来标识输入分组的源。

图12是总的分组转发过程的流程图。当某个分组在交换机的应用模块之一处被接收时，该模块检查BAS标题—如果存在的话，以确定是否该分组是要被发送到该模块附属的机架。如果不是，该应用模块就在路由表中查找目的地机架，并把该分组转发到正确的机架。如果该分组是要发往该机架的，应用模块就检查标题，以确定该分组是否是要发往该模块(或插槽)的。如果不是，该应用模块就在映射表中查找目的地插槽，并把该分组转发到正确的应用模块。如果该分组是要发往该应用模块的，该应用模块就把标题中的转发表ID与本地转发表修订作比较。如果有匹配，该模块就用标题中的指针将该分组继续转发至其下一个目的地。从ICL端口接收的单点播送通信

图13是一个输入ICL分组的示意图。该分组有一个BAS标题，一个或者置位或者不置位(L2或空)的encap字段，一个IP字段，一个用于该数据的数据字段。

图14是图12的分组的标题的示意图。标题类型可以是1或2。标题类型为1时表示对于目的地和源来说二者的FIA字段的格式都是机架/插槽/端口。标题类型为2时表示对于目的地和源来说二者的FIA字段的格式都是机架/插槽/端口/逻辑端口。保持字段不用。优先级域不用。片段字段不用。下一个网程字段不用。Encap域是0或1。Mcast字段不用。目的地FIA类型可以是0或1。源FIA类型可以是0或1。BAS TTL字段不用。转发信息字段有用。目的地FIA字段和源FIA字段有用。

应当明白，上述实施例只是对本发明原理的解释。本领域的熟练人员可以做出体现本发明原理的各种其它修改和改变，它们都不超出本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于交换来自机架中的、经过所述机架中的底板互连的多个数据通信应用模块之一的数据流的过程，所述过程包含以下步骤：

A)在所述模块之一接收数据；

B)在某时刻将所述数据m位施加到一个m位宽的并行总线，其中m大于1；

C)确定所述数据要在所述模块的所述一个的哪个端口上被发送，所述端口通过所述底板直接连接到所述数据要被发送到的所述模块的另一个；

D)向所述数据附加一个标签，以指示所述数据要在那个端口上被发送；

E)把所述m位的数据选通到与所述传输端口相关联的信道上；

F)将所述数据从所述传输端口经过所述底板传送到所述数据要被发送到的所述模块的另一个中去。

2.权利要求1的过程，进一步包含在传输所述数据之前将所述m位的数据串行化的步骤。

3.权利要求1的过程，其中，所述数据在一个差分连接对上被传输。

4.权利要求1的过程，其中，所述传输是自定时的。

5.权利要求1的过程，其中，所述过程与在所述模块的另一个中采取的相同步骤同时进行并且独立于该相同步骤。

6.权利要求1的过程，其中，在步骤C)中确定所述数据是要被通过所述模块的所述一个的多个端口多点播送的，所述多个端口的每个都直接地通过所述底板连接到所述数据要被发送到的所述模块的另一个；步骤D)中的标签按照一个指示多点播送发送端口的屏蔽指示多点播送；并且步骤E)-F)对所述多点播送端口的每个来说是同时发生的。

7.一种在机架中的网格化底板，用于为N个数据通信模块之间的数据通信而互连这N个数据通信模块，N大于2，所述网格化底板包含：

N(N-1)个全双工串行链接，其每个将所述N个应用模块的一个与另一个相连接，后者具有每秒64K字节的最小通过量。

8.权利要求7的底板，其中，所述全双工串行链接的每个包含一个专用于从所述应用模块的一个到另一个的发送的差分对和一个专用于接收到所述应用模块的所述一个的差分对。

9.权利要求7的底板，进一步包含：

一个提供到每个应用模块和到一个机架控制模块的连接的管理信息总线。

10.权利要求7的底板，进一步包含：

至少两个冗余管理信息总线，其每个提供到每个应用模块和到至少两个机架控制模块的连接。

11.权利要求7的底板，进一步包含一个功率分配系统。

12.权利要求7的底板，进一步包含一个电话网格。

13.数据交换机，包含：

一个按要连接到多个应用模块的多个插槽的形式组织的底板网格，所述底板网格提供从每个所述插槽到另外每个插槽的独立数据路径，所述底板在每个所述插槽中提供一个回路；

一个具有路由表的控制器模块；和

连接到每个所述插槽和所述控制器模块的总线，所述总线为通过底板网格的数据流提供控制数据，

由此，所述独立数据路径使不同类型的数据通信能同时通过所述数据交换机。

14.权利要求13的数据交换机，其中每个所述插槽有一个插槽ID。

15.权利要求13的数据交换机，进一步包含：

至少一个具有多个信道的网格通信芯片(MCC)，

所述插槽具有多个端口，所述MCC中的每个所述信道都连接到一个端口。

16.权利要求15的数据交换机，进一步包含：

每个所述插槽的插槽ID；和

用于所述MCC发送所述插槽ID的装置；

由此使得所述底板能实行灵活的路由。

17.权利要求15的数据交换机，其中所述MCC进一步包含：

多个FIFO，每个信道有一个FIFO；

用于接收具有目的地屏蔽的分组的装置；

用于读取所述目的地屏蔽的装置；

用于响应所述目的地屏蔽而将所述分组复制到所述多个FIFO的适当一个的装置，

由此，所述分组可以被几乎同时地在多个信道上传送。

18.一种用于为底板灵活地选择路由的方法，包含下列步骤：

提供一个按要连接到多个应用模块的多个插槽的形式组织的底板网格；

为每个所述插槽提供一个插槽ID；

在每个所述多个应用模块插入到所述多个插槽的一个插槽中时，读取所述插槽的插槽ID；

从每个应用模块发送所述应用模块所连接的插槽的插槽ID；

响应每个所述被发送的插槽ID而建立一个路由表；

由此，所述底板可以被灵活地选择路由。

19.权利要求18的方法，进一步包含控制差分线路阻抗和长度的步骤，从而维持信号的整体性和允许高速运行。

20.权利要求18的方法，进一步包含在每个所述应用模块中建立一个映射表的步骤。

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