CN1731370A - 光模块寻址装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及处理器对多个外围模块的寻址装置及其方法，公开了一种光模块寻址装置及其方法，使得通过CPU并行总线接口或I2C总线接口对多个光模块的寻址能够实现。这种光模块寻址装置及其方法采用寻址模块实现多个光模块与CPU之间的连接，设计寻址模块的数字逻辑实现其寻址功能，在寻址模块中对CPU并行总线接口或I2C总线接口中的寻址命令进行解析、选择相应光模块、提供CPU与相应光模块之间的数据通道。

Description

光模块寻址装置及其方法

技术领域

本发明涉及处理器对多个外围模块的寻址装置及其方法，特别涉及通过集成电路互联总线对多个光模块进行存取操作的装置及其方法。

背景技术

当今通信网络的迅猛发展，对网络交换设备的性能、效率以及可靠性提出了更高的要求。为了适应集成度更高、维护更简单的需求，在路由器和交换机等网络设备的设计中，已广泛使用带LC接口的小封装可插拔(SmallForm Factor Pluggable，简称“SFP”)的光模块。由于SFP光模块具有小型化、集成化及使用中可热插拔、更换灵活的特点，是目前业界主流器件，许多厂家都生产SFP光模块，如AGILENT、AMP、HITACHI、INFINEON、OCP等。

SFP光模块可用于各类电信产品，如路由器、网关、以太网交换机及ATM交换机等；SFP模块还允许对操作参数进行实时访问，易于连接使用。

现有的光模块多提供集成电路互联(Inter-Integrated Circuit，简称“I2C”)总线的存取操作。I2C总线是是Philips公司定义的两线式同步串行数据传输总线，用于连接微控制器及其外围设备，比如对光模块，电可擦除可编程只读存储器(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory，简称“EEPROM”)和实时时钟等有I2C接口的器件中的信息进行存取操作。

I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。

I2C总线是由数据线(Serial Data，简称“SDA”)和时钟(Serial Clock，简称“SCL”)构成的串行总线，可发送和接收数据。在中央处理单元(CenterProcess Unit，简称“CPU”)与被控集成电路(Integrated Circuit，简称“IC”)之间、IC与IC之间进行双向传送。各种被控制电路均并联在这条总线上，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器)，又是发送器(或接收器)，这取决于它所要完成的功能。

具有I2C总线的器件可以对硬件设置器件地址，然后通过软件寻址完成数据操作。比如，对挂在同一I2C总线上的各个器件内部设置固定的地址，然后I2C总线操作时先发送带有地址信息的命令字，所有期间根据自身内部的地址与命令字中的地址信息对比确定是否被选中，从而实现多个器件的寻址。这种寻址方法完全避免了器件的片选寻址，使硬件系统具有简单而灵活的扩展方法。

现有的SFP光模块中内部集成的EEPROM器件，用于存储模块性能、厂家信息、器件型号，器件版本号等信息，用户可通过其标准的I2C总线接口访问SFP光模块中的EEPROM，获取相应的光模块信息。但由于SFP光模块内部的EEPROM器件地址按规定在生产时被统一设定为“000”，当单板上使用多个SFP光模块时，不能使用I2C串行总线将各光模块串接起来，否则会因器件地址相同而无法区分各SFP光模块，这样就失去了I2C总线多节点软件寻址的功能。无法通过一条I2C总线对多个SFP光模块进行寻址操作。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：无法实现I2C总线上多个SFP光模块的寻址。

造成这种情况的主要原因在于，现有寻址方法直接将各光模块挂在I2C总线上，当不同SFP光模块中EEPROM器件地址均相同时，导致地址冲突而无法实现寻址功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光模块寻址装置及其方法，使得通过CPU并行总线接口或I2C总线接口对多个光模块的寻址能够实现。

为实现上述目的，本发明提供了一种光模块寻址装置，包含中央处理单元、至少两个光模块，包含寻址模块，其中

所述寻址模块与所述中央处理单元通过中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口相连；

所述寻址模块均单独与每个所述光模块通过所述总线接口相连；

所述寻址模块用于接收所述中央处理单元的命令，并选择相应的所述光模块进行通信。

其中，所述寻址模块选择相应的所述光模块进行通信具体包含：

解析从所述中央处理单元接收到的命令，

根据寻址信息选择相应的所述光模块，

接续所述中央处理单元与相应的所述光模块之间的总线通信，

传递所述中央处理单元与所述光模块之间信号。

所述总线接口为中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口。

所述光模块为小封装可插拔光模块；

所述光模块内部集成电可擦除可编程只读存储器；

所述电可擦除可编程只读存储器地址被统一设定；

所述寻址模块与所述光模块之间的所述集成电路互联总线接口上通信的地址信息均相同。

所述寻址模块可通过可编程逻辑器件实现；

所述寻址模块选择相应的所述光模块进行通信可通过硬件描述语言编程实现。

本发明还提供了一种权利要求1所述系统的光模块寻址方法，包含以下步骤，

A寻址模块接收来自中央处理单元的命令从至少两个光模块中选择相应光模块；

B所述寻址模块接续所述中央处理单元和所述相应光模块之间通信。

其中，所述步骤A包含以下子步骤，

A1所述寻址模块根据中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口的指令，解析来自所述中央处理单元的寻址命令，得到寻址信息；

A2所述寻址模块根据所述寻址信息确定所述相应光模块。

所述步骤B包含以下子步骤，

B1所述寻址模块解析来自所述中央处理单元的操作命令；

B2所述寻址模块对所述相应光模块进行相应操作；

B3所述寻址模块传递所述光模块返回的操作结果给所述中央处理单元。

所述光模块为小封装可插拔光模块；

所述光模块内部集成电可擦除可编程只读存储器；

所述电可擦除可编程只读存储器地址被统一设定；

所述寻址模块与所述光模块之间的所述集成电路互联总线接口上通信的地址信息均相同。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，采用寻址模块实现多个光模块与CPU之间的连接，设计寻址模块的数字逻辑实现其寻址功能，在寻址模块中对CPU寻址命令进行解析、选择相应光模块、提供CPU与相应光模块之间的数据通道。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即实现了I2C总线对多个光模块的寻址，使得多个光模块可以在CPU并行总线接口或I2C总线接口上进行操作，方便了系统设计，降低了实现成本。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的光模块寻址装置示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的光模块寻址方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明采用寻址模块连接多个光模块的I2C总线接口，并向CPU侧提供CPU并行总线接口或I2C总线接口，通过设计寻址模块中的数字逻辑，实现对来自CPU的总线寻址命令的解析，并完成相应光模块的寻址，最后提供CPU与相应光模块之间的I2C总线通信

图1示出了本发明的一个实施例的光模块寻址装置示意图。光模块寻址装置由CPU 101、寻址模块102和多个光模块103组成。其中CPU 101与寻址模块102通过CPU侧的并行总线接口或I2C总线接口104相连，每个光模块103均单独与寻址模块102通过光模块侧的I2C总线接口105相连。这样，寻址模块102就能作为中转站连接CPU 101与多个光模块103进行通信。

CPU侧的并行总线接口或I2C总线接口提供给CPU 101总线寻址功能。比如，CPU 101只需通过发送正常的寻址命令给寻址模块102，通过寻址模块102的逻辑功能，即可实现对光模块侧多个光模块103的寻址。而由于光模块中，特别是SFP光模块中的内部EEPROM器件的地址均相同，因此需要在光模块侧分为多条I2C总线接口进行通信，以免地址冲突而不可寻址。可见，寻址模块102需要实现的功能是将CPU侧的并行总线接口或I2C总线接口104上发来的寻址命令进行解析，并相应的选中该地址所对应的光模块103，之后将CPU侧的并行总线接口或I2C总线接口104和被选中的光模块所对应的光模块侧的I2C总线接口105接续起来，完成CPU 101与被寻址的光模块103的I2C总线间的通信。在本发明的一个实施例中，由于SFP光模块中内部EEPROM器件地址相同，因此在每条寻址模块102到光模块103的I2C总线接口105上的器件地址信息都相同，即设定的EEPROM器件地址。

可见，寻址模块102需要完成的逻辑功能主要包含三个部分，首先是对CPU侧的并行总线接口或I2C总线寻址命令进行解析获得地址信息，这部分可以根据前述I2C总线通信协议、时序逻辑、命令字规范等方便地实现；其次是对光模块侧多个光模块103的选择功能，这部分通过简单的逻辑即可完成；最后是将两侧总线接续的部分，这部分需要实现将CPU侧传来的操作命令等控制信号或数据信号通过光模块侧发送出去，并将光模块侧返回的数据信号传递给CPU侧。

在本发明的一个实施例中，寻址模块是通过可编程逻辑器件实现的，如复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，简称“CPLD”)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称“FPGA”)等，相应的，其逻辑功能就可以用硬件描述语言实现，如高速硬件描述语言(Very-High-Speed Hardware Description Language，简称“VHDL”)、Verlog硬件描述语言等。

本发明先对CPU侧的并行总线接口或I2C总线寻址命令的进行解析，然后通过解析得到的地址信息从多个光模块中选中相应光模块，最后完成CPU与相应光模块之间的数据通信。本发明通过寻址命令解析和光模块的选择完成了对于内部EEPROM地址相同的多个光模块的寻址，并通过传递CPU和光模块之间的数据信号实现I2C总线通信功能。

图2示出了本发明的一个实施例的光模块寻址方法的流程。当寻址模块接收到CPU发来的寻址命令时，进入步骤201。

在步骤201中，寻址模块对CPU发来的寻址命令进行解析，当使用CPU并行总线时，寻址模块根据收到的命令分析所带有的地址信息，比如总线地址为0x01表示寻址第一个SFP光模块，总线地址为Ox02表示寻址第二个SFP光模块，以此类推；当使用I2C总线时，寻址模块根据I2C总线规范对收到的命令分析所带有的地址信息，比如器件地址为“001”表示对应第一个SFP光模块，器件地址为“010”表示第对应二个SFP光模块，以此类推。

接着进入步骤202，寻址模块根据事先设定的光模块地址对应关系选择相应的光模块，如步骤201中所述。

接着进入步骤203，寻址模块解析来自CPU的操作命令。当相应的光模块被选中后，需要建立该光模块与CPU之间通信。因此寻址模块起到了代理的作用，它将来自CPU操作命令进行解析，比如读取该光模块的EEPROM中的数据。

接着进入步骤204，寻址模块对相应光模块进行该操作。同上，对于读取EEPROM中数据的操作命令，则寻址模块模拟I2C总线接口时序发送给相应的光模块，需要注意的是：此时对光模块的命令字中的地址信息应当为设定好的地址，比如SFP光模块统一为“000”。

接着进入步骤205，寻址模块将从光模块返回的数据传递给CPU。完成对相应光模块的操作后，得到从光模块返回的数据，这时寻址模块需要通过CPU侧的并行总线或I2C总线接口，将该数据传递给CPU。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光模块寻址装置，包含中央处理单元、至少两个光模块，其特征在于，包含寻址模块，其中

所述寻址模块与所述中央处理单元通过中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口相连；

所述寻址模块均单独与每个所述光模块通过所述总线接口相连；

所述寻址模块用于接收所述中央处理单元的命令，并选择相应的所述光模块进行通信。

2.根据权利要求1所述的光模块寻址装置，其特征在于，所述寻址模块选择相应的所述光模块进行通信具体包含：

解析从所述中央处理单元接收到的命令，

根据寻址信息选择相应的所述光模块，

接续所述中央处理单元与相应的所述光模块之间的总线通信，

传递所述中央处理单元与所述光模块之间信号。

3.根据权利要求2所述的光模块寻址装置，其特征在于，所述总线接口为中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口。

4.根据权利要求3所述的光模块寻址装置，其特征在于，所述光模块为小封装可插拔光模块；

所述光模块内部集成电可擦除可编程只读存储器；

所述电可擦除可编程只读存储器地址被统一设定；

所述寻址模块与所述光模块之间的所述集成电路互联总线接口上通信的地址信息均相同。

5.根据权利要求1所述的光模块寻址装置，其特征在于，所述寻址模块可通过可编程逻辑器件实现；

所述寻址模块选择相应的所述光模块进行通信可通过硬件描述语言编程实现。

6.一种权利要求1所述系统的光模块寻址方法，其特征在于，包含以下步骤，

A寻址模块接收来自中央处理单元的命令从至少两个光模块中选择相应光模块；

B所述寻址模块接续所述中央处理单元和所述相应光模块之间通信。

7.根据权利要求6所述的光模块寻址方法，其特征在于，所述步骤A包含以下子步骤，

A1所述寻址模块根据中央处理单元并行总线接口或集成电路互联总线接口的指令，解析来自所述中央处理单元的寻址命令，得到寻址信息；

A2所述寻址模块根据所述寻址信息确定所述相应光模块。

8.根据权利要求6所述的光模块寻址方法，其特征在于，所述步骤B包含以下子步骤，

B1所述寻址模块解析来自所述中央处理单元的操作命令；

B2所述寻址模块对所述相应光模块进行相应操作；

B3所述寻址模块传递所述光模块返回的操作结果给所述中央处理单元。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的光模块寻址方法，其特征在于，所述光模块为小封装可插拔光模块；

所述光模块内部集成电可擦除可编程只读存储器；

所述电可擦除可编程只读存储器地址被统一设定；

所述寻址模块与所述光模块之间的所述集成电路互联总线接口上通信的地址信息均相同。

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