KS8993型高性能交换电路及其应用

1、ks8993型高性能交换电路及其应用kendin公司推出的ks8993是业界第一款包含3端口10/100物理层、3个带有1个layer2交换器的mac单元以及缓存的高性能以太网迅速交换，集成了10baset/100basetx/100basefxphy和16k×32的sram缓冲区，其带宽可达到1gbps。具有低功耗、功能齐全和易于调试等特点。ks8993主要具有以下特性：符合ieee 802.3以太网标准和ieee 802.3迅速以太网标准；支持基于端口的vlan，基于硬件的10/100速率转换及自动商议机制；支持10m/100m和全双工/半双工自适应功能；支持全双工的ieee80

2、2.3x流量控制及半双工的流量控制；片内集成地址对比引擎、自动地址分析、老化和移位；mac地址自学习、自更新功能；可支持优先级排队、未屏蔽双绞线和光纤；采纳128引脚的pqfp型封装。2 内部结构图1是ks8993的内部结构框图。下面介绍ks8993中各主要模块的原理。(1)地址对比引擎ks8993内置存储mac地址及其相关信息的地址对比表。该表能够提供1k字48位的中心地址存储器地址和交换信息。(2)sram缓冲器ks8993内置一个用于存储帧的16k字32位的sram缓冲器。这一资源是由该电路的3个端口分享。每个端口分配多大空间的缓冲器可以通过系统设置来打算。(3)流量控制在ks8993中

3、，帧的接收与发送支持802.3x标准。ks8993刚刚接收一个数据包，如果该数据包的目标端口资源被占用，ks8993将对接收数据包的端口举行流量控制。这时，ks8993会发出一个含有最大停顿时光的流量控制帧。一旦目标端口资源被释放，ks8993就发出其他不含停顿时光的帧。3 ks8993的输入接口和输出接口2所示，ks8993的输入接口和输出接口主要分为：物理接口、mii接口、串行网络接口、指示接口、非管理编程接口、控制和其他接口、工厂测试接口、电源和地接口。3.1 物理接口ks8993分离提供3路收发信号接口，分为和光纤两种模式与媒体介质相连。光纤模式下，三路光信号检测接口接光纤信号检测输出

4、口可完成光信号检测。还需为传输数据设置抽头变压器参考值，并设置发送值。3.2 介质无关接口（mii）介质无关接口（mii）的作用是使物理层可以支持不同的介质类型。mii引脚信号包括接收、发送数据、发送使能、矛盾监测、收发时钟和故障指示等。还提供了载波活动、矛盾检测和管理接口信号。数据穿越mii的速率是每个时钟周期为一个半位元组（4位），即25mbps。mii工作在forward和backward两种模式下。在forward模式下，ks8993的mac3利用外接的phy举行通信；在backward模式下，外部的mac利用ks8993的phy3举行通信。3.3 串行网络接口串行网络接口与用于网络层

5、协议处理的控制器兼容，可以挺直与这些类型的设备衔接。传输信号分为两类：一类负责发送，包括发送使能、矛盾检测、串行发送数据和发送时钟等。另一类负责接收，包括载波监听、串行接收和接收时钟。3.4 led指示接口状态指示信号可以设置为速度指示、矛盾指示、全双工/半双工指示等。可以按照需要外接一定数目的led灯指示电路的工作情况。3.5 非管理编程接口按功能表设置modesel3：0引脚电平可规定led的工作模式。设置mtxd3：1引脚可实现全双工和半双工模式。设置miis1：0引脚使ks8993的mii接口工作在forward或reverse模式。设置mrxd0引脚为高电平，ks8993可禁止mac

6、3的自动商议功能。设置mrxd引脚为低电平，使ks8993的mac3工作在半双工模式。诸如此类，灵便设置这些非管理编程接口电平还可以实现自动商议机制、mac地址自学习、符合802.1p的优先级排队、自更新等功能。3.6 控制和其他接口接外部晶振或输入时钟信号和系统复位信号。3.7 电源和地接口ks8993采纳单2.5v工作，包括收发驱动器在内的总功耗为300ma（750mw），具有低损耗特性。4 典型应用ks8993包含3端口10/100自适应物理层收发器和3个带有一个layer 2交换器的mac单元。在实际应用中，ks8993既可以配置为一个自立的3端口器件，3（a）所示，也可以为了满足需要

7、（如将dsl与一部ip电话和pc相连时），配置成为两端口加一个mii端口的形式，3（b）所示。mii端口可以衔接外部处理器，用于路由目的和公共网络拜访。图4是ks8993在ip电话中的应用。端口1衔接个人计算机，端口2衔接电话，端口3则设置成mii端口，用于路由目的。ks8993的每一个端口都设有一个3位的vlan掩码寄存器（pv1、pv2和pv3）。通过设置寄存器中的掩码，可以设定ks8993中3个端口的功能，其中，一个典型的应用是将2个端口设置成转换器，另一个端口设置为路由器。要实现这一功能，3个vlan掩码寄存器的设置为pv1（1，0，1）、pv2（0，1，1）和pv3（1，1，1）。在这个设置中，ks8993可以用于衔接2个vlan，vlan1包括端口1和端口3，vlan2包括端口2和端口3。当vmdis（vlan mismatch discard）1时，端口1和端口2之间不能挺直通信，此时端口3就要在端口1所属的vlan1和端口2所属的vlan2之间举行路由挑选。当vmdis0时，假如端口收发的是广播数据包，则全部端口之间都可以挺直通信；假如端口收发的是多播数据包，那么这些数据包的传输将被限制在同一个vlan中。vmdis0这种特性常被用于广播/多播协议转换。5 结束语用法ks8993时应该注重：在reverse操作下，mii接口不给ks8993提供接