基于DS80C320的路由器交換網(wǎng)板控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹了采用Dallas公司的高速處理器DS80C320設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的路由器交換網(wǎng)板控制模塊，給出了控制模塊的硬件結(jié)構(gòu)圖，并闡明了控制模塊對(duì)交換芯片的控制功能。關(guān)鍵詞：高速路由器 交換網(wǎng)板控制模塊 DS80C320
近幾年來(lái)，隨著Internet規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)高性能、寬帶接入的IP路器的需求急劇增加。路由器的主要功能是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，該功能由交換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，需要有一個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)交換芯片數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能的控制，同時(shí)控制交換網(wǎng)板與主控機(jī)的通信，筆者采用DS80C320處理器。本系統(tǒng)的技術(shù)核心是如何利用EPLD產(chǎn)生的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)DS80C320與主控板間的通信和DS80C320對(duì)交換芯片的控制。
1 高速路由器的基本結(jié)構(gòu)
高速器由器主要由主控板、交換網(wǎng)板和線路接口板等組成。主控板是路由器的控制核心，完成整個(gè)路由器的管理和控制，直接接收網(wǎng)管中心的指令。交換網(wǎng)板在路由器中完成高速數(shù)據(jù)交換，它由交換模塊和控制模塊組成。交換模塊包括兩片交換芯片，完成數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能；控制模塊是交換網(wǎng)板的控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)板內(nèi)各功能模塊的狀態(tài)檢測(cè)和控制，保證交換芯片轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的正常工作�？刂颇K與路由器的主控板通過(guò)HSCX（串行通信控制器）進(jìn)行通信，完成主控板對(duì)交換網(wǎng)板功能請(qǐng)求的應(yīng)答處理，還可以通過(guò)RS232串口與PC機(jī)進(jìn)行通信，完成交換網(wǎng)板的功能調(diào)試。
2 控制模塊的硬件結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的路由器交換網(wǎng)板控制模塊主要由DS80C320處理器和一些外圍器件組成，這些外圍器件包括EPLD、FLASH、外部RAM和HSCX通道�？刂颇K的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所中虛線框部分所示。
2.1 DS80C320的特點(diǎn)
DS80C320屬于Dallas公司的高速處理器系列。采用該芯片完成交換網(wǎng)板的控制功能，主要是DS80C320有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）具有新型高速結(jié)構(gòu)，最大晶振頻率33MHz，機(jī)器周期為4個(gè)時(shí)期周期（普通MCS-51系列單片機(jī)的機(jī)器周期為12個(gè)時(shí)鐘周期），從而使每條8051指令的執(zhí)行速度在相同的晶振下快了3倍。（2）DS80C320與51系列單片機(jī)完全兼容，并要用標(biāo)準(zhǔn)的8051指令集，給設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)帶來(lái)了方便。（3）可以通過(guò)改變MOVX指針的執(zhí)行時(shí)間來(lái)訪問(wèn)速度不同的RAM和其他外部器件。
DS80C320提供16位地址線，可尋址64KB的數(shù)據(jù)空間和程序空間。由于DS80C320內(nèi)不含片內(nèi)ROM，所以程序代碼是存儲(chǔ)在FLASH中的。雖然目前系統(tǒng)的軟件不到60KB，但考慮到系統(tǒng)升級(jí)需要程序的擴(kuò)展，選用了128KB的FLASH空間，需要17位地址線。這樣就產(chǎn)生處理器的尋址能力不足的問(wèn)題，采用EPLD內(nèi)部的20H寄存器來(lái)產(chǎn)生FLASH的第14、15、16位地址及片選信號(hào)和讀寫(xiě)信號(hào)。128KB的FLASH空間分成了2頁(yè)，每頁(yè)有64KB，第16位地址線決定FLASH空間的頁(yè)號(hào)，DS80C320通過(guò)這種方式訪問(wèn)FLASH的128KB空間。
2.2 EPLD功能描述
本系統(tǒng)的EPLD采用ALTER
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