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基于DS80C320的路由器交换网板控制模块的设计与实现

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:介绍了采用Dallas公司的高速处理器DS80C320设计和实现的路由器交换网板控制模块,给出了控制模块的硬件结构图,并阐明了控制模块对交换芯片的控制功能。
  关键词:高速路由器交换网板控制模块DS80C320
  
  近几年来,随着Internet规模的进一步扩大,对高性能、宽带接入的IP路器的需求急剧增加。路由器的主要功能是数据包的转发,该功能由交换芯片来实现。因此,需要有一个处理器来实现对交换芯片数据包转发功能的控制,同时控制交换网板与主控机的通信,笔者采用DS80C320处理器。本系统的技术核心是如何利用EPLD产生的控制信号实现DS80C320与主控板间的通信和DS80C320对交换芯片的控制。
  
  1高速路由器的基本结构
  
  高速器由器主要由主控板、交换网板和线路接口板等组成。主控板是路由器的控制核心,完成整个路由器的管理和控制,直接接收网管中心的指令。交换网板在路由器中完成高速数据交换,它由交换模块和控制模块组成。交换模块包括两片交换芯片,完成数据包转发功能;控制模块是交换网板的控制核心,实现对网板内各功能模块的状态检测和控制,保证交换芯片转发数据包的正常工作。控制模块与路由器的主控板通过HSCX(串行通信控制器)进行通信,完成主控板对交换网板功能请求的应答处理,还可以通过RS232串口与PC机进行通信,完成交换网板的功能调试。
  
  2控制模块的硬件结构
  
  本系统的路由器交换网板控制模块主要由DS80C320处理器和一些外围器件组成,这些外围器件包括EPLD、FLASH、外部RAM和HSCX通道。控制模块的硬件结构如图1所中虚线框部分所示。
  
  2.1DS80C320的特点
  
  DS80C320属于Dallas公司的高速处理器系列。采用该芯片完成交换网板的控制功能,主要是DS80C320有以下几个特点:(1)具有新型高速结构,最大晶振频率33MHz,机器周期为4个时期周期(普通MCS-51系列单片机的机器周期为12个时钟周期),从而使每条8051指令的执行速度在相同的晶振下快了3倍。(2)DS80C320与51系列单片机完全兼容,并要用标准的8051指令集,给设计与开发带来了方便。(3)可以通过改变MOVX指针的执行时间来访问速度不同的RAM和其他外部器件。
  
  DS80C320提供16位地址线,可寻址64KB的数据空间和程序空间。由于DS80C320内不含片内ROM,所以程序代码是存储在FLASH中的。虽然目前系统的软件不到60KB,但考虑到系统升级需要程序的扩展,选用了128KB的FLASH空间,需要17位地址线。这样就产生处理器的寻址能力不足的问题,采用EPLD内部的20H寄存器来产生FLASH的第14、15、16位地址及片选信号和读写信号。128KB的FLASH空间分成了2页,每页有64KB,第16位地址线决定FLASH空间的页号,DS80C320通过这种方式访问FLASH的128KB空间。
  
  2.2EPLD功能描述
  
  本系统的EPLD采用ALTERA公司的EPM7512,该芯片属于MAX7000系列。除了2.1中的寻址扩展功能外,EPLD还用作处理器与其外围电路控制信号的接口。由于本系统的控制信号比较多,若采用普通的逻辑门电路则整个系统的连线

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