[發明專利]一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構

在審

• 申請號: 201610163402.2
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105634997A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 郝鵬;于治樓;鄭亮
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L12/935;H04L12/937
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發明具體涉及網絡交換設備架構領域，具體的說就是一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構。

背景技術

目前，在數據中心核心層，機框式交換機線卡大多采用單級交換芯片架構，功能擴展性存在很大局限；同時，對于用戶來說，功能的升級需要購買新的設備，需要用戶額為投入更多的財力。另外，即使采用兩級交換芯片架構的交換機，一般第一級作為基礎交換芯片，第二級作為拓展交換芯片。兩級交換芯片都使用專用集成電路ASIC技術，雖然能極大的豐富交換機的功能特性，但依然無法滿足日益增長的交換機功能擴展需求。相對于基于CPLD實現數據中心框式交換機線卡的架構，FPGA技術可以提供更多的門電路資源，因此采用FPGA單級交換芯片架構可以將多種交換功能電路靈活的集成到一塊芯片上，從而降低開發成本與對用戶進行投資保護。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足之處，提供了一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構。

本發明所述一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構，解決上述技術問題采用的技術方案如下：所述一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構，采用FPGA單級交換芯片架構，可以將多種交換功能電路靈活的集成到一塊芯片上，實現對交換機功能擴展的靈活編程；其架構系統主要包括：主控制模塊、協控制模塊、線卡模塊、交換矩陣、風扇組模塊、電源、網絡接口以及編程調試接口；其中，所述主控制模塊包括交換機CPU，所述協控制模塊包括系統控制模塊CPU，所述線卡模塊包括FPGA芯片1與FPGA芯片2，所述括FPGA芯片1與FPGA芯片2交互；并且所述交換機CPU與系統控制模塊CPU連接通信，且兩者均與線卡模塊相連；同時所述交換矩陣、網絡接口、編程調試接口均與線卡模塊連接通信，所述協控制模塊控制連接所述風扇組模塊和電源。

優選的，所述主控制模塊還包括16GRAM內存、64GSSD固態硬盤、串行控制端口、雙USB端口、RJ45網絡管理端口以及PPS時鐘輸入子模塊；其中，所述16GRAM內存、64GSSD固態硬盤、串行控制端口、雙USB端口、RJ45網絡管理端口、PPS時鐘輸入均與所述交換機CPU直接相連通信。

優選的，所述交換機CPU采用4核Intel處理器。

優選的，所述協控制模塊還包括設備管理模塊、數據管理模塊、機箱管理模塊、分擔監管任務模塊、風扇控制模塊、電源控制模塊功能模塊；其中，所述設備管理模塊、數據管理模塊、機箱管理模塊、分擔監管任務模塊、風扇控制模塊、電源控制模塊均與所述系統控制模塊CPU直接相連通信。

優選的，所述系統控制模塊CPU采用雙核ARM架構處理器。

優選的，所述網絡接口包括兩種類型：481/10GSFP+/Base-T類型和440GQSFP+類型；其中481/10GSFP+/Base-T類型的接口與線卡模塊的FPGA芯片1直接相連；440GQSFP+類型的接口與線卡模塊的FPGA芯片2直接相連。

優選的，所述交換矩陣包括若干個矩陣模塊，且每個矩陣模塊中包括兩個交換芯片。

優選的，所述風扇組模塊包括若干個風扇組，并且每個風扇組又包括兩個風扇；所述風扇組模塊與所述協控制模塊的風扇控制模塊直接相連。

優選的，所述電源包括若干個電源模塊；所述電源與所述協控制模塊的電源控制模塊直接相連。

本發明的一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構與現有技術相比具有的有益效果是：本發明在交換機線卡模塊上采用FPGA單級交換芯片架構,可以將多種交換功能電路靈活的集成到一塊芯片上，實現對交換機功能擴展的靈活編程，從而滿足數據中心場景下不斷更新的協議需求以及實現對用戶的投資保護。

附圖說明

附圖1為基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構的示意框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參考附圖，對本發明所述一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構進一步詳細說明。

本發明所述一種基于FPGA實現數據中心框式交換機線卡架構，在交換機線卡模塊上采用FPGA單級交換芯片架構,可以將多種交換功能電路靈活的集成到一塊芯片上，實現對交換機功能擴展的靈活編程；本發明適用于可編程交換機架構設計、靈活網絡構建與實現SDN（SoftwareDefinedNetwork，軟件定義網絡）控制等領域。

實施例1：