隨著計(jì)算機(jī)性能的提高及通信量的聚增,，傳統(tǒng)局域網(wǎng)已經(jīng)越來越超出了自身負(fù)荷,，交換式以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，大大提高了局域網(wǎng)的性能,。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)能顯著的增加帶寬,，可以建立地理位置相對(duì)分散的網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)交換機(jī)的每個(gè)端口可并行,、安全,、實(shí)時(shí)傳輸信息，而且性能穩(wěn)定,、結(jié)構(gòu)靈活,、易于安裝、便于管理,，能很好地滿足企業(yè)網(wǎng)和電信運(yùn)營商寬帶接入的需求,。

　　1 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

　　隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的安全性和高帶寬的需求,，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的用途越來越廣。本交換機(jī)采用了AL101芯片的ROX總線,，將3個(gè)8口交換芯片連接起來,，組成了1個(gè)24端口交換機(jī)，滿足了用戶對(duì)多交換端口的需求,。

　　1.1 電路性能要求

　　交換機(jī)的高速PCB電路板,，在EMC和ESD上都有比較高的要求。它采用了75MHz,、50MHz的高速時(shí)鐘,，需要晶振的精度小于50PPM，同時(shí)時(shí)鐘需要通過時(shí)鐘分配電路送給不同的芯片,，它需要分配的時(shí)鐘之間的相位差小于2ns,。

　　交換機(jī)有24個(gè)10/100M自適應(yīng)端口，每個(gè)端口都能達(dá)到線速交換,。根據(jù)用戶需要可對(duì)端口進(jìn)行10/100M速率,、全/半雙工、流量控制,、靜態(tài)MAC地址,、鏡像、VLAN等設(shè)置,。

　　1.2 交換機(jī)的原理框圖

　　本交換機(jī)的交換技術(shù)采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式,，主要由接口單元、交換單元,、管理單元,、燈顯示單元和電源接口單元五部分組成。其組成的方框圖如圖1所示,。

單片機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)" onclick="get_larger(this)" src="http://files.chinaaet.com/images/20100826/4dbcfb20-80ec-4227-80c3-0aab9894e052.jpg" />

　　RJ45接口收到以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)包后,，經(jīng)過變壓器隔離和阻抗匹配后送到PHY(物理接口芯片)，在此芯片中完成模擬信號(hào)到RMII接口的數(shù)字信號(hào)的變換,，并獲得鏈路狀態(tài),、沖突、信息是否超長,，速率等信息,。

數(shù)據(jù)進(jìn)入交換芯片(由三個(gè)芯片組成，通過ROX總線形成一個(gè)環(huán)路,，可以完成數(shù)據(jù)在三個(gè)芯片之間的交換),，交換芯片將獲得數(shù)據(jù)的目的地址和源地址，并對(duì)以太網(wǎng)幀進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn),。交換芯片將源地址保存在自己的MAC地址表中,，然后將目的地址與MAC地址表中的地址相匹配,，以獲取數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)發(fā)的相應(yīng)端口。如果目的端口在同一個(gè)交換芯片中,，則從SGRAM中取出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口,；如果目的端口不在同一個(gè)交換芯片中，數(shù)據(jù)則通過ROX總線傳輸?shù)较鄳?yīng)的交換芯片,，然后轉(zhuǎn)發(fā)出去,；如果在MAC地址表中沒有找到相應(yīng)的目的地址，就將幀轉(zhuǎn)發(fā)到除源端口之外的其它屬于同一VLAN的所有端口或者某一個(gè)上連端口(與交換芯片寄存器的設(shè)置有關(guān)),。