基于DS80C320的路由器交换网板控制模块的设计与实现

　　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。