专利名称：单板集成化路由器的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到网络设备技术领域，特指一种高度整合、将多种广域网接口集成在单板的单板集成化路由器。
背景技术：
现在的计算机网络设备，一般包括以太网交换机、接入路由器设备以及各种调制解调设备，其中以太网交换机主要用于局域网组网；接入路由器设备主要用于实现路由选路和不同接口间数据转发功能；而各种调制解调设备，则主要用于将局域网内的数据通过路由器，转发到各种适于长距离传输的介质(电缆、光纤/光缆、无线电波)上去，实现广域网组网连接。
由于各个设计厂家各有所长，加上各种设备均有一个发展的历史过程，所以这些设备大都是独立的设备，特点是1)每个设备具有自己的电源；2)每个设备由自己的机箱；3)每个设备具有自己的中央处理器(CPU)；4)每个设备都有与局域网和广域网介质连接的接口；5)每个设备运行各自的管理和控制软件。
由此可知，采用这种设备组建网络存在的不足就在于1)组建网络需要大量的设备，占用空间大；2)设备的操作管理命令、界面、风格不一，使用人员需要熟悉繁多的命令和界面特性，使用困难；3)使用这类设备组建网络存在大量的设备间的互连线缆，互连线缆带来的不可靠因素较多；4)每个设备均配置自己的CPU、机箱、电源、互连线，组建网络系统的成本高。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，充分利用中央处理器电路的接口能力，对组建网络常用的各种接口和功能进行调研分析后，采用集成化设计，提供一种使用一个单板电路实现各种接口和功能的集成的单板集成化路由器，它在软件和硬件上都实现了集成，并使用冗余的电源系统保证了电源系统的可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出的解决方案为一种单板集成化路由器，它包括中央处理器单元、存储器单元、储存控制程序的只读存储器单元、一个或一个以上局域网接口单元、两个或两个以上的广域网接口单元以及一个或一个以上的基于网络通信协议的语音接口单元，其特征在于所述中央处理器单元的存储器控制接口分别与存储器单元以及只读存储器单元相连；中央处理器单元的通信接口与局域网接口单元物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接；中央处理器单元的通信接口与广域网接口单元的逻辑控制部分对应的端子相连，而逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接；中央处理器单元的通信接口与语音接口单元的逻辑控制部分对应的端子相连，该逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接。
所述局域网接口单元的逻辑控制部分集成在中央处理器单元内，中央处理器单元的通信接口与局域网接口单元物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接。
所述的广域网接口单元为基带调制解调器接口、或话带调制解调器接口、或对称数字用户线路接口、或EIA/TIA-232串行接口、或V.35串行接口。
与现有技术相比，本实用新型的优点就在于1、本实用新型的单板集成化路由器，其设备的集成度大大提高，通用接口的设备变成了标准配置的接口，机箱、电源、CPU等实现了缩减，减小了网络设备的空间，降低了成本；2、本实用新型的单板集成化路由器，其采用集成化设计，将多种电路接口集成在一个单板上，组网需要的设备更少，网络连接更加简单，更加可靠。
图1是本实用新型结构的框架示意图；图2是本实用新型中使用的MPC8260芯片的内部结构示意图；
图3是实施例中一种接口的逻辑框架示意图；图4是实施例2的结构框架示意图；图5是本实用新型中局域网接口的电路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的一种单板集成化路由器，它包括中央处理器单元10、存储器单元20、储存控制程序的只读存储器单元30、一个或一个以上局域网接口单元40、两个或两个以上的广域网接口单元50以及一个或一个以上的基于网络通信协议的语音接口单元60，所述中央处理器单元10的存储器控制接口分别与存储器单元20以及只读存储器单元30相连；中央处理器单元10的通信接口与局域网接口单元40物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接；中央处理器单元10的通信接口与广域网接口单元50的逻辑控制部分对应的端子相连，而逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接；中央处理器单元10的通信接口与语音接口单元60的逻辑控制部分对应的端子相连，该逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接。局域网接口单元40的逻辑控制部分集成在中央处理器单元10内，中央处理器单元10的通信接口与局域网接口单元40物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接。广域网接口单元50为基带调制解调器接口、或话带调制解调器接口、或对称数字用户线路接口、或EIA/TIA-232串行接口、或V.35串行接口。
本实用新型的基本思想是采用集成化的思想，实现集成化单板网络设备。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合2个实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例1本实施例使用中央处理器单元10的多种通信控制器连接广域网和局域网功能电路，具体配置如下1)1个局域网接口1个百兆比以太网电缆接口(100Base-T接口)。
2)3个广域网接口1个低速异步串行(EIA/TIA-232)接口、1个高速平衡串行(V.35)接口、1个基带调制解调器(E1)平衡接口。
3)1个语音接口1个基于网络协议(VoIP)语音接口。
设备构成如附图1所示，本实例的单板路由设备，整个模块选用Motorola公司的MPC8260作为中央处理器。因为该处理器提供的外部通信处理接口完全适用，可以尽量采用一个处理器，减少了硬件和软件的开发工作量，提高集成度，提高设计水平，提高可靠性和保证研制周期。
MPC8260PowerQUICCII是Motorola公司(中译名摩托罗拉公司)针对电信和网络市场而设计的集成化嵌入式通信处理器。高速的嵌入式PowerPC内核(603E)，连同以太网等通信处理模块的集成度，为用户提供了一个全新系统解决方案来建立高端通信系统。
如图2所示，MPC8260Power QUICC II有两个主要的组成部分嵌入的PowerPC内核和通信处理模块(CPM)。设计有内部总线60X总线(60xbus，64位)和局部总线(LocalBus，32位)。由于CPM分担了嵌入式PowerPC核的外围工作任务，这种双处理器体系结构功耗要低于传统的体系结构的处理器。CPM同时支持3个快速的串行通信控制器(FCC)、2个多通道控制器(MCC)、4个串行通信控制器(SCC)、2个串行管理控制器(SMC)、1个串行外围接口(SPI)和一个I2C接口。
在图1中，中央处理器单元10通过总线接口与存储单元20和只读存储单元30连接，中央处理器单元10通过FCC接口与以太网前端控制器连接，形成1个局域网接口单元40，中央处理器单元10的SCC接口与两个UART控制器分别相连，形成广域网接口单元50的1个低速EIA/TIA-232接口和1个高速平衡V35接口。中央处理器单元10通过其TDM接口与基带通信控制器相连，形成广域网接口单元50的1个基带调制解调器(E1)接口，中央处理器单元10通过其总线接口与语音通信控制器相连，形成1个语音接口。各接口的功能电路完成各种通信协议的成帧、复用、二层寻址、介质驱动等功能，中央处理器单元10运行操作系统和各种软件协议及路由选择，并根据需要进行必要的转发工作；中央处理器单元10还负责监视整个模块的运行状态。
通过配置适当的软件，整个设计可以实现的功能包括支持IPv4协议族，支持RIP、OSPF路由协议，形成一个完整的单板集成化路由器设备。
图3以VoIP语音接口为例，对这个接口的进一步框图描述，电话机(FXS1和FXS2)经接口保护电路(TI公司的TCM1050电路)后接入到电路板中，输入的语音信息，经去噪处理电路(SLIC电路采用HC5503T)经编、解码器(使用TI公司的TCM38C17)编码为PCM数据，PCM数据再经VoIP功能处理器(采用AC48802C芯片)，进行数据压缩、编码，将PCM编码数据转化为需要的传输格式，通过主处理器接口(例子中是MPC8260的60X总线)交给中央处理器单元10，中央处理器单元10运行网守协议进行通信控制、路由选择和数据转发，并提供的服务质量保证；接收的过程与之相反，最后数据经编、解码器还原为模拟语音信号，经电话机转换为语音。
实施例2本实施例也是使用该通信处理器的多种通信控制器连接各种功能电路，与实施例1不同的是广域网接口的组合上采用如下组合1)1个局域网接口1个百兆比以太网电缆接口(100Base-Tx接口)。
2)7个广域网接口1个低速异步串行(RS-232)接口、1个高速平衡(V.35)接口、4个对称数字用户(G.SHDSL)接口、1个话带调制解调器(Modem)接口。
3)2个基于网络协议(VoIP)语音接口。
设计构成如附图4所示。这里仍然选用MPC8260为中央处理器。在图4中，中央处理器单元10通过总线接口与存储单元20和只读存储单元30连接，中央处理器单元10的SCC接口与两个UART控制器分别相连，形成广域网接口单元50的1个低速RS232接口和1个高速平衡V35接口。中央处理器单元10通过其FCC接口与SHDSL通信控制器相连，形成广域网接口单元50的4个SHDSL接口，中央处理器单元10通过其总线接口与语音通信控制器相连，形成2个语音接口。
各功能电路完成各种通信协议的成帧、复用、二层寻址、介质驱动等功能，中央处理器单元10运行操作系统和各种软件协议及路由选择，并根据需要进行必要的转发工作；中央处理器单元10还负责监视整个模块的运行状态。
通过配置适当的软件，整个设计可以实现的功能包括支持IPv4协议族，支持RIP、OSPF路由协议。形成一个完整的单板集成化路由器设备。
图5是其中一个局域网接口单元40的电路逻辑图，嵌入在中央处理器单元10中的以太网控制逻辑通过MII接口301与以太网前端控制电路的以太网物理层电路302相连，物理层电路302将从中央处理器单元10接收到的MII信号进行并串转换之后，经由隔离变压器303，再连接到外部以太网连接器304上，外部以太网连接器304将串行差分的标准以太网信号传送到外部的介质电缆上。同时部分信号驱动接口指示灯305提供连通性指示功能；接收的过程与之相反。
权利要求1.一种单板集成化路由器，它包括中央处理器单元(10)、存储器单元(20)、储存控制程序的只读存储器单元(30)、一个或一个以上局域网接口单元(40)、两个或两个以上的广域网接口单元(50)以及一个或一个以上的基于网络通信协议的语音接口单元(60)，其特征在于所述中央处理器单元(10)的存储器控制接口分别与存储器单元(20)以及只读存储器单元(30)相连；中央处理器单元(10)的通信接口与局域网接口单元(40)物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接；中央处理器单元(10)的通信接口与广域网接口单元(50)的逻辑控制部分对应的端子相连，而逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接；中央处理器单元(10)的通信接口与语音接口单元(60)的逻辑控制部分对应的端子相连，该逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连，物理驱动部分的输出端子通过适当的隔离与调整电路与外部连线插座的连线端子连接。
2.根据权利要求1所述的单板集成化路由器，其特征在于所述局域网接口单元(40)的逻辑控制部分集成在中央处理器单元(10)内，中央处理器单元(10)的通信接口与局域网接口单元(40)物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连，而以太网隔离变压器的输出端子与连线插座的连线端子连接。
3.根据权利要求1或2所述的单板集成化路由器，其特征在于所述的广域网接口单元(50)为基带调制解调器接口、或话带调制解调器接口、或对称数字用户线路接口、或EIA/TIA-232串行接口、或V.35串行接口。
专利摘要本实用新型公开了一种单板集成化路由器，其中，中央处理器单元的存储器控制接口分别与存储器单元以及只读存储器单元相连，其通信接口则与局域网接口单元物理驱动部分的对应接口相连，物理驱动部分的输出端子与以太网隔离变压器的相对应的端子相连；中央处理器单元的通信接口与广域网接口单元的逻辑控制部分对应的端子相连，而逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连；中央处理器单元的通信接口与语音接口单元的逻辑控制部分对应的端子相连，该逻辑控制部分的输出端子与物理驱动部分的相对应的端子相连。本实用新型采用一个单板电路集成的方式，实现了各种接口和功能的集成。
文档编号H04L12/28GK2891496SQ20062005009
公开日2007年4月18日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者夏显忠, 孙文德, 胡小龙, 李迅, 刘学文, 孙春伟, 陈超杰, 王浩 申请人:长沙湘计海盾科技有限公司