分布式路由器CPU扣板硬件设计与实现

发布时间：2019-10-23 02:08

【摘要】：随着信息技术的高速发展,网络带宽需求急剧增加,迫使着网络上最主要的组成部件路由器需要不断升级换代。以往人们对路由器的研究都集中在数据转发平面,通过不断的技术升级,提高了路由器的转发带宽和业务性能；而对于逐渐成为路由器瓶颈的控制平面一直关注不够,路由器的很多协议管理,初始化流程还是由主控板集中控制下发到转发接口板,占用了背板大量的带宽资源,严重影响了系统的效率和可靠性。 针对路由器集中控制所面临的问题,本课题对现有路由器的控制系统进行了系统分析,采用了一种分布式控制的方法,在接口板上也集成了一块CPU处理器,将一些原来由主控板完成的控制报文业务下发到接口转发板单元,由各接口板自己管理自己。该系统控制单元与转发单元之间负载分担,可克服单一硬件的性能瓶颈,减少控制单元过载,提高了路由器的可靠性。具体来说,设计了一款适用于路由器主控板和接口板的CPU主从处理器系统,其主要功能是下发路由协议和路由表计算、芯片管理配置、告警控制、流量监控和一些随板业务。在硬件设计中,选用MPC8548E芯片作为CPU,MPC8548E通过PCI总线对该系统的其他设备进行管理,并且实现了网口、串口通信。另外,由于CPU扣板与其他模块的配合工作较多,专门选用了一个CPLD小逻辑辅助MP48548E进行逻辑管理, 另外,印刷电路板设计中的同步开关噪声问题是现代高速数字电路应用的瓶颈之一。文中介绍了一种在电路板上施加同步开关报文和温度应力的可靠性测试方法,该方法可以有效的暴露电路板上的同步开关噪声问题。并借助噪声测试和阻抗分析手段,对一个由该方法发现的异常问题进行了分析研究,通过优化去耦电容和电源平面阻抗,抑制了电路板上的同步开关噪声,问题得到完美解决。最后,给出了一些在PCB设计中抑制同步开关噪声的方法和建议。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP273;TP332

【参考文献】

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本文编号：2551882