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基于DS80C320的路由器交換網(wǎng)板控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)
摘要：介紹了采用Dallas公司的高速處理器DS80C320設(shè)計和實現(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，隨著Internet規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，對高性能、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實現(xiàn)。因此，需要有一個處理器來實現(xiàn)對交換芯片數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能的控制，同時控制交換網(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)生的控制信號實現(xiàn)DS80C320與主控板間的通信和DS80C320對交換芯片的控制。
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，實現(xiàn)對網(wǎng)板內(nèi)各功能模塊的狀態(tài)檢測和控制，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HSCX（串行通信控制器）進(jìn)行通信，完成主控板對交換網(wǎng)板功能請求的應(yīng)答處理，還可以通過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。控制模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所中虛線框部分所示。
2.1 DS80C320的特點
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有以下幾個特點：（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個時期周期（普通MCS-51系列單片機(jī)的機(jī)器周期為12個時鐘周期），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)計與開發(fā)帶來了方便。（3）可以通過改變MOVX指針的執(zhí)行時間來訪問速度不同的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題，采用EPLD內(nèi)部的20H寄存器來產(chǎn)生FLASH的第14、15、16位地址及片選信號和讀寫信號。128KB的FLASH空間分成了2頁，每頁有64KB，第16位地址線決定FLASH空間的頁號，DS80C320通過這種方式訪問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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