万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，采用两网三平台架构，将SRIO和万兆以太网交换集成化、模块化，并在交换模块内集成智能网关，实现以太网和RapidIO网络数据互通；包括Power PC微处理模块、Rapid IO交换模块、万兆交换模块、以太网收发控制器及一些外围设备。本发明专利技术有效地提升了在性能、数据通过率、传输时延、功耗约束条件下的实时数据交换性能，使得交换网络具备高带宽、高处理能力、高容错能力和高扩展能力，具备强实时性和高可靠性，可满足多种设备信息交换的需求。

【技术实现步骤摘要】
万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统
本专利技术涉及一种高速交换系统，具体是一种万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统。
技术介绍
在高速互联技术迅猛发展的大数据时代下，以太网交换技术与SRIO交换技术因其高可靠高性能等特征得到了广泛应用，在航天航空领域已经逐步发展成为数据交换系统中关键技术。目前，主要采用数字网(RapidIO)和数据网(以太网)进行互连，其中RapidIO用于射频前端与信号处理设备之间互连，以太网用于信号处理设备与信息处理设备和存储设备之间互连。如何实现异构网络的高效互连和互通，提供具有端到端服务质量保证的通信服务，提高网络的使用效能和用户体验成为信息网络发展的必然趋势。为满足空、海、装甲等各军兵种装备研制的要求，提升网络平台的通信容量、实时性、智能性，适应装备自主可控的发展要求，构建军用加固万兆以太网与SRIO两网融合产品平台势在必行。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，可用于各军兵种任务电子系统数据处理单元与显控处理单元、信号处理单元设备间的数据交换。以满足各军兵种装备研制的要求、作战任务对应的技术需求及装备自主可控的发展要求。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，采用两网三平台架构，将SRIO和万兆以太网交换集成化、模块化，并在交换模块内集成智能网关，实现以太网和RapidIO网络数据互通；包括PowerPC微处理模块、RapidIO交换模块、万兆交换模块、以太网收发控制器及一些外围设备。优选地，所述智能网关采用万兆以太网与RapidIO异构网络融合网关，基于RapidIO的ARP/RARP协议开发，支持异构网络共用一对DMA收发缓存实现零拷贝，由网关分别对两侧的ARP、RARP请求包和IP数据报进行通信交互，直接发送DMA缓冲到对端，以实现数据的实时转发；通过在万兆以太网上运行标准TCP/IP协议，在RapidIO网上运行轻量级TCP/IP协议栈，并将RapidIO端点逻辑层封装成IP报文格式，简化网关功能设计。优选地，所述轻量级TCP/IP协议栈设计中摒除了RapidIO规范，实现了流量控制、分组传输、错误检测和恢复、IO通信和消息传输等功能，有效降低设计复杂度和通信开销，提升RapidIO通信性能；通过提供可在Linux/VxWorks/ReWorks等操作系统之间通用的Socket套接字接口，使得用户可像使用TCP/UDP编程模式一样使用RapidIO网络进行通信，从而提升通信速率并提高应用软件的可移植性和复用性.优选地，通过开展RapidIO交换机链路聚合设计将多条RapidIO物理链路汇聚成一条逻辑链路，从而增加链路的带宽；通过链路间的动态备份，有效提升链路可靠性；通过异构网络交换机和智能网关链路汇聚技术成倍增加交换带宽。优选地，所述PC微处理模块选用FreescaleP4080，RapidIO交换模块选用IDT公司的CPS1848，万兆交换模块选用Broadcom公司的BCM56334。优选地，以太网部分的XUAI、SRIO通过TSI721出PCI-e，利用P4080的CoreNetCoherencyFabric实现两网融合的物理链路。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术有效地提升了在性能、数据通过率、传输时延、功耗约束条件下的实时数据交换性能，使得交换网络具备高带宽、高处理能力、高容错能力和高扩展能力，具备强实时性和高可靠性，可满足多种设备信息交换的需求。附图说明图1为本专利技术实施例一种万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统的整体框图。图2为本专利技术实施例中以太网与SRIO两网融合的硬件实现结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供了一种万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，采用两网三平台架构，将SRIO和万兆以太网交换集成化、模块化，并在交换模块内集成智能网关，实现以太网和RapidIO网络数据互通；包括PowerPC微处理模块、RapidIO交换模块、万兆交换模块、以太网收发控制器(BMC模块)及一些外围设备，所述智能网关采用万兆以太网与RapidIO异构网络融合网关，基于RapidIO的ARP/RARP协议开发，支持异构网络共用一对DMA收发缓存实现零拷贝，由网关分别对两侧的ARP、RARP请求包和IP数据报进行通信交互，直接发送DMA缓冲到对端，以实现数据的实时转发；通过在万兆以太网上运行标准TCP/IP协议，在RapidIO网上运行轻量级TCP/IP协议栈，并将RapidIO端点逻辑层封装成IP报文格式，简化网关功能设计。所述PowerPC微处理模块采用P4080处理器，P4080处理器模块与万兆以太网交换模块之间通过PCI-e实现对交换模块的配置，通过BCM8727将XUIA转换为SFI实现P4080处理器模块与万兆以太网交换模块之间的网络通信；P4080处理器模块与RapidIO交换模块之间通过SRIO实现对交换模块的配置管理，通过TSI721将PCI-e转换为SRIO实现P4080处理器模块与RapidIO交换模块之间的网络通信；该交换机的健康管理由BMC模块实现。交换机对外可输出千兆以太网电接口，13路万兆以太网光接口，13路4XRapidIO光接口；P4080处理器模块对外拥有调试串口和千兆调试网口；BMC模块对外拥有调试串口和千兆调试网口。所述轻量级TCP/IP协议栈设计中摒除了RapidIO规范，实现了流量控制、分组传输、错误检测和恢复、IO通信和消息传输等功能，有效降低设计复杂度和通信开销，提升RapidIO通信性能；通过提供可在Linux/VxWorks/ReWorks等操作系统之间通用的Socket套接字接口，使得用户可像使用TCP/UDP编程模式一样使用RapidIO网络进行通信，从而提升通信速率并提高应用软件的可移植性和复用性。通过开展RapidIO交换机链路聚合设计将多条RapidIO物理链路汇聚成一条逻辑链路，从而增加链路的带宽；通过链路间的动态备份，有效提升链路可靠性；通过异构网络交换机和智能网关链路汇聚技术成倍增加交换带宽。以太网部分的XUAI、SRIO通过TSI721出PCI-e，利用P4080的CoreNetCoherencyFabric实现两网融合的物理链路。所述PC微处理模块选用FreescaleP4080，RapidIO交换模块选用IDT公司的CPS1848，万兆交换模块选用Broadcom公司的BCM56334。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，其特征在于，采用两网三平台架构，将SRIO和万兆以太网交换集成化、模块化，并在交换模块内集成智能网关，实现以太网和RapidIO网络数据互通；包括Power PC微处理模块、Rapid IO交换模块、万兆交换模块、以太网收发控制器及一些外围设备。

【技术特征摘要】
1.万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，其特征在于，采用两网三平台架构，将SRIO和万兆以太网交换集成化、模块化，并在交换模块内集成智能网关，实现以太网和RapidIO网络数据互通；包括PowerPC微处理模块、RapidIO交换模块、万兆交换模块、以太网收发控制器及一些外围设备。2.如权利要求1所述的万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，其特征在于，所述智能网关采用万兆以太网与RapidIO异构网络融合网关，基于RapidIO的ARP/RARP协议开发，支持异构网络共用一对DMA收发缓存实现零拷贝，由网关分别对两侧的ARP、RARP请求包和IP数据报进行通信交互，直接发送DMA缓冲到对端，以实现数据的实时转发；通过在万兆以太网上运行标准TCP/IP协议，在RapidIO网上运行轻量级TCP/IP协议栈，并将RapidIO端点逻辑层封装成IP报文格式，简化网关功能设计。3.如权利要求2所述的万兆以太网与SRIO两网融合高速交换系统，其特征在于，所述轻量级TCP/IP协...

【专利技术属性】
技术研发人员：许丽，陈磊，邹维军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31