CN209231920U - 控制系统以及接入网络设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种控制系统以及接入网络设备。其中，该方法包括：交换芯片，用于扩展第一处理器的网络接口；第一处理器，与交换芯片连接，用于通过交换芯片输出数据；第二处理器，与第一处理器和交换芯片连接，用于运行控制程序以控制交换芯片。本实用新型解决了主控制器与交换芯片直接连接导致主控制器负载较重，从而影响系统稳定性的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机网络领域，具体而言，涉及一种控制系统以及接入网络设备。
背景技术
多网络接口设备已经成为当前接入网络设备的必要设备，然而由于低端处理器的硬件资源有限，因此，需要通过外扩交换芯片的方式来扩展网络接口数量。
为了实现处理器与交换芯片的连接，需要对以太网交换芯片进行相关配置。目前主要是通过GPIO(通用输入/输出)管脚来模拟SPI控制接口(串行外设接口)，同时通过软件来模拟SPI控制接口，从而实现对交换芯片的控制。如图1所示的控制系统，处理器CPU的四个管脚(即图1中的GPO0、GPO1、GPO2和GPO3)分别与交换芯片ES的四个管脚(即图1中的SCK、SS、MOSI和MISO)连接。此外，处理器还通过LAN端口(即图1中的LAN PORT)实现与交换芯片的通信。
由于采用处理器的GPIO管脚以及软件来模拟SPI控制接口，控制软件作为一个单独的进程运行在处理器上。在不同的平台上，可以选用GPIO管脚的电压各不相同，因此处理器的硬件设计不具备通用性。另外，由于使用软件来模拟SPI控制接口，并且该软件是运行在处理器上，在处理器负载较高的情况下，可能会导致运行在处理器上的SPI控制软件无法得到及时调度，从而会影响控制时序的正确性，进而影响整个系统的稳定性。如图2和图3所示的处理器的读写时序图，其中，图2为处理器负载较低时的读写时序图，图3为处理器负载较高时的读写时序图。由图2和图3可知，在处理器负载较高时，处理器的读写时序产生了较大的延时。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本实用新型实施例提供了一种控制系统以及接入网络设备，以至少解决主控制器与交换芯片直接连接导致主控制器负载较重，从而影响系统稳定性的技术问题。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种控制系统，包括：交换芯片，用于扩展第一处理器的网络接口；第一处理器，与交换芯片连接，用于通过交换芯片输出数据；第二处理器，与第一处理器和交换芯片连接，用于运行控制程序以控制交换芯片。
进一步地，第一处理器与交换芯片之间通过局域网端口连接。
进一步地，第一处理器与第二处理器之间通过I2C总线连接。
进一步地，第二处理器与交换芯片之间通过串行外设接口连接。
进一步地，第一处理器为X86系统的处理器。
进一步地，第二处理器为微控制单元。
进一步地，交换芯片包括如下至少之一：以太网媒体接入控制器、物理接口收发器、处理器接口模块、输入输出匹配模块、转发模块。
进一步地，在交换芯片启动之前，第二处理器还用于对交换芯片进行初始化处理。
进一步地，在交换芯片启动之后，交换芯片作为第一处理器的网路接口对第一处理器进行读写操作。
根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种接入网络设备，包括上述的控制系统。
在本实用新型实施例中，采用微控制单元控制交换芯片的方式，其中，交换芯片用于扩展第一处理器的网络接口，而第一处理器通过交换芯片输出数据，与第一处理器和交换芯片连接的第二处理器(即微控制单元)运行控制程序以控制交换芯片。容易注意到的是，与相关技术相比，本申请所提供的方案通过增加第二处理器来单独运行控制交换芯片的控制程序可以避免由于第一处理器负载过高导致交换芯片的控制程序的运行时序不稳定的问题，从而达到了提高交换芯片的控制程序的运行时序的稳定性的目的，从而实现了增强系统稳定性的技术效果。
由此可见，本申请所提供的方案有效解决了主控制器与交换芯片直接连接导致主控制器负载较重，从而影响系统稳定性的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的一种的控制系统的示意图；
图2是根据现有技术的一种的处理器的读写时序图；
图3是根据现有技术的一种的处理器的读写时序图；以及
图4是根据本实用新型实施例的一种控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型实施例，提供了一种控制系统的实施例，其中，图4是根据本实用新型实施例的控制系统的结构示意图，如图4所示，该控制系统包括：交换芯片ES、第一处理器CPU1以及第二处理器CPU2。
其中，交换芯片ES，用于扩展第一处理器的网络接口；第一处理器CPU1，与交换芯片连接，用于通过交换芯片输出数据；第二处理器CPU2，与第一处理器和交换芯片连接，用于运行控制程序以控制交换芯片。
需要说明的是，上述交换芯片为以太网交换芯片，第一处理器为X86系统的处理器，第二处理器为微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)。交换芯片的控制程序为SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)的处理程序，其中，SPI的处理程序的作用是用于对交换芯片进行控制，以卸载第一处理器的负载，同时增加整个系统的稳定性。
由上可知，采用微控制单元控制交换芯片的方式，其中，交换芯片用于扩展第一处理器的网络接口，而第一处理器通过交换芯片输出数据，与第一处理器和交换芯片连接的第二处理器(即微控制单元)运行控制程序以控制交换芯片。容易注意到的是，与相关技术相比，本申请所提供的方案通过增加第二处理器来单独运行控制交换芯片的控制程序可以避免由于第一处理器负载过高导致交换芯片的控制程序的运行时序不稳定的问题，从而达到了提高交换芯片的控制程序的运行时序的稳定性的目的，从而实现了增强系统稳定性的技术效果。
由此可见，本申请所提供的方案有效解决了主控制器与交换芯片直接连接导致主控制器负载较重，从而影响系统稳定性的技术问题。
在一种可选的方案中，如图4所示，第一处理器与交换芯片之间通过局域网端口LAN PORT连接，第一处理器与第二处理器之间通过I2C总线连接，第二处理器与交换芯片之间通过串行外设接口SPI连接。
需要说明的是，I2C总线可以容易的导入低速信号，因此，第一处理器与第二处理器之间通过I2C总线进行信息的传输可以得到降低第一处理器发送的控制信号的错误率，进一步提高了整个系统的稳定性。
在一种可选的方案中，在交换芯片启动之前，第二处理器还用于对交换芯片进行初始化处理。在交换芯片启动之后，交换芯片作为第一处理器的网路接口对第一处理器进行读写操作。即交换芯片在启动过程中需要完成一系列的初始化动作，才能对第一处理器内部的寄存器进行读写操作。另外，只有在交换芯片的初始化完全完毕之后，交换芯片的相关功能才能正常运行。
需要说明的是，交换芯片包括如下至少之一：以太网媒体接入控制器(即MAC模块)、物理接口收发器(即PHY模块)、处理器接口模块、输入输出匹配模块、转发模块。其中，转发模块至少包括L2转发模块和L3转发模块。
此外，还需要说明的是，本申请所提供的控制系统与现有技术相比，增加了第二处理器来运行控制交换芯片的控制程序，整个过程仅是对控制程序的简单移植，并未对原始程序进行改进。另外，本申请所提供的控制系统只需在第一处理器和交换芯片简单的增加微控制单元即可，无需增加额外的其他部件，因此，本申请所提供的控制系统具有较好的可移植性，可以移植到其他硬件平台上应用。
另外，本申请所提供的控制系统可应用在不同设备上，用户可通过交换芯片搭配不同的网卡模块来提高整个系统的扩展性。用户可跟据需求选择合适的交换芯片，使得本申请所提供的控制系统与用户需求相适应，进而提高了本申请所提供的控制系统的兼容性。
根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种接入网络设备，包括上述实施例中的控制系统。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制系统，其特征在于，包括：
交换芯片，用于扩展第一处理器的网络接口；
所述第一处理器，与所述交换芯片连接，用于通过所述交换芯片输出数据；
第二处理器，与所述第一处理器和所述交换芯片连接，用于运行控制程序以控制所述交换芯片。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一处理器与所述交换芯片之间通过局域网端口连接。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一处理器与所述第二处理器之间通过I2C总线连接。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二处理器与所述交换芯片之间通过串行外设接口连接。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一处理器为X86系统的处理器。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二处理器为微控制单元。
7.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述交换芯片包括如下至少之一：以太网媒体接入控制器、物理接口收发器、处理器接口模块、输入输出匹配模块、转发模块。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述交换芯片启动之前，所述第二处理器还用于对所述交换芯片进行初始化处理。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，在所述交换芯片启动之后，所述交换芯片作为所述第一处理器的网路接口对所述第一处理器进行读写操作。
10.一种接入网络设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的控制系统。
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