摘要：介绍了采用dallas公司的高速处理器ds80c320设计和实现的路由器交换网板控制模块，给出了控制模块的硬件结构图，并阐明了控制模块对交换芯片的控制功能。

关键词：高速路由器 交换网板控制模块 ds80c320

近几年来，随着internet规模的进一步扩大，对高性能、宽带接入的ip路器的需求急剧增加。路由器的主要功能是数据包的转发，该功能由交换芯片来实现。因此，需要有一个处理器来实现对交换芯片数据包转发功能的控制，同时控制交换网板与主控机的通信，笔者采用ds80c320处理器。本系统的技术核心是如何利用epld产生的控制信号实现ds80c320与主控板间的通信和ds80c320对交换芯片的控制。

1 高速路由器的基本结构

高速器由器主要由主控板、交换网板和线路接口板等组成。主控板是路由器的控制核心，完成整个路由器的管理和控制，直接接收网管中心的指令。交换网板在路由器中完成高速数据交换，它由交换模块和控制模块组成。交换模块包括两片交换芯片，完成数据包转发功能；控制模块是交换网板的控制核心，实现对网板内各功能模块的状态检测和控制，保证交换芯片转发数据包的正常工作。控制模块与路由器的主控板通过hscx（串行通信控制器）进行通信，完成主控板对交换网板功能请求的应答处理，还可以通过rs232串口与pc机进行通信，完成交换网板的功能调试。

2 控制模块的硬件结构

本系统的路由器交换网板控制模块主要由ds80c320处理器和一些外围器件组成，这些外围器件包括epld、flash、外部ram和hscx通道。控制模块的硬件结构如图1所中虚线框部分所示。

2.1 ds80c320的特点

ds80c320属于dallas公司的高速处理器系列。采用该芯片完成交换网板的控制功能，主要是ds80c320有以下几个特点：（1）具有新型高速结构，最大晶振频率33mhz，机器周期为4个时期周期（普通mcs-51系列单片机的机器周期为12个时钟周期），从而使每条8051指令的执行速度在相同的晶振下快了3倍。（2）ds80c320与51系列单片机完全兼容，并要用标准的8051指令集，给设计与开发带来了方便。（3）可以通过改变movx指针的执行时间来访问速度不同的ram和其他外部器件。

ds80c320提供16位地址线，可寻址64kb的数据空间和程序空间。由于ds80c320内不含片内rom，所以程序代码是存储在flash中的。虽然目前系统的软件不到60kb，但考虑到系统升级需要程序的扩展，选用了128kb的flash空间，需要17位地址线。这样就产生处理器的寻址能力不足的问题，采用epld内部的20h寄存器来产生flash的第14、15、16位地址及片选信号和读写信号。128kb的flash空间分成了2页，每页有64kb，第16位地址线决定flash空间的页号，ds80c320通过这种方式访问flash的128kb空间。

2.2 epld功能描述

本系统的epld采用altera公司的epm7512，该芯片属于max7000系列。除了2.1中的寻址扩展功能外，epld还用作处理器与其外围电路控制信号的接口。由于本系统的控制信号比较多，若采用普通的逻辑门电路则整个系统的连线会非常复杂，功耗也会增加。所以采用epld来产生ds80c320与交换芯片、flash和hscx之间的控制信号和地址信号。epld与处理器的接口主要实现了低位地址的锁存和一些器件的片选信号。cp_data[0:7]是地址和数据复用的信号，锁存后输出低位地址low_cp_add[0:7]。epld对hscx通道的控制信号包括使能信号enable_hscx、复位信号reset_hscx、数据发送控制信号txd_enable等。epld对交换芯片的控制信号包括读信号read_ocm、write_ocm、ocm操作类型选择信号emb_mode_out等。

2.3 ds80c320与hscx间的通信

本系统的hscx采siemens公司的sab82525，该芯片提供两个全双工的高级链路控制（hdlc）通道，它的最高传输速率可达到4m bit/s。它用于主控板与交换网板间的数据通信，包括主控板发送、交换网板接收的功能请求，交换网板发送、主控板接收的应答及上报。由epld提供hscx的数据线、地址线、使有信号和读写信号线。ds80c320对sab82525的控制是通过读写sab82525的内部寄存器来实现的；与hscx之间的数据传送采用中断方式。当sab82525满足产品中断的条件（如接收到数据帧）时，它向处理器发出中断请求，处理器读取中断寄存器ista、exir确定中断发生的原因并做出相应的处