CN108270698A - 基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法。所述交换机背板互联装置，业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，其特征在于，所述装置，包括业务板连接器和交换板连接器，所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且所述高速serdes相互平行，优化了背板互联设计方案。

Description

基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法
技术领域
本发明涉及数据交换设备技术领域，尤其涉及一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法。
背景技术
交叉开关矩阵crossbar交换网，是业界公认的用于构建大容量***的首选交换网络结构，该交换网的扩展能力非常强，交换容量很大。目前，大多数据交换机采用基于crossbar交换架构，其中基于非正交架构的交换机***，可以更灵活地实现整机***内的高速serdes互联，实现设备高度和深度的大幅度缩小，满足空间有限的机房内。
但是，在非正交架构中，交换板和业务板之间的高速serdes交互通过背板上的高速Serdes互联来实现，增加了背板互联设计的难度。因此，需要一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置及方法，优化了背板互联方案。
本发明采用的技术方案是：一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置，在crossbar非正交架构下，业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，其中，所述装置，包括业务板连接器和交换板连接器，所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且所述高速serdes相互平行。
优选地，所述交换板连接器的数量等同于所述业务板的数量，若所述业务板的数量为w个，每一个所述业务板有x个交换芯片，每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个所述业务板连接器，则每一个所述业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个所述交换板连接器，x、y和w均为正整数。
优选地，所述业务板连接器的高速serdes从所述业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。
优选地，若所述业务板连接器的serdes管脚的数量为z个，则所述每一个业务板连接器在所述背板上的走线层的数量不大于z/6个，z为正整数。
本发明还提供了一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联方法，在crossbar非正交架构下，将业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，包括：将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行。
优选地，所述将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，具体包括：若所述业务板的数量为w个，每一个所述业务板有x个交换芯片，将每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个所述业务板连接器，则将每一个所述业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个所述交换板连接器，x、y和w均为正整数。
优选地，所述将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行之前，所述方法，还包括：将所述业务板连接器的高速serdes从所述业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。
此外，本发明还提供了一种交换机背板，包括根据上文所述的交换机背板互联装置。
采用上述技术方案，本发明至少具有下列效果：
采用本专利提出的基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置，通过将业务板连接器的高速serdes均分地连接于交换板连接器，优化交换机背板，降低交换机背板生产成本。
附图说明
图1为本发明第一实施例交换机背板互联装置的示意图；
图2为本发明第二实施例交换机背板互联装置的示意图；
图3为本发明第三实施例交换机背板互联装置中业务板连接器的高速serdes的示意图；
图4为本发明第四实施例交换机背板互联方法的流程图；
图5为本发明第五实施例交换机背板互联方法中业务板连接器高速serdes连接的第一示意图；
图6为本发明第五实施例交换机背板互联方法中业务板连接器高速serdes连接的第二示意图；
图7为本发明第六实施例交换机背板互联方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
本发明提供的基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置，优化了交换机背板互联方案，降低了交换机背板生产成本。下面将详细地描述本发明的交换机背板互联装置及其各个部分。
第一实施例
本实施例的基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置，业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，其中，该交换机背板互联装置，包括业务板连接器和交换板连接器，业务板连接器的高速serdes均分连接于交换板连接器，并且所述高速serdes相互平行。如图1所示，业务板的交换芯片均分分配于交换板的交换芯片，业务板的交换芯片均分分配业务板连接器的serdes管脚，交换板的交换芯片均分分配交换板连接器的serdes管脚，然后业务板连接器的serdes管脚和交换板连接器的serdes管脚互联实现业务板连接器的高速serdes均分连接于交换板连接器。另外，高速serdes相互平行包括一个业务板连接器引出的所有高速serdes相互平行，并且两两业务板连接器分别引出的高速serdes相互平行，防止高速serdes相互交叉，降低走线层的数量。
根据crossbar非正交架构架构的原理，业务板与交换板之间的高速serdes通过业务板连接器和交换板连接器在背板的走线来实现，并且遵循两大原则：原则1，业务板的交换芯片的高速serdes要平均分配于所有交换板；原则2，交换板的管脚分配支持业务板的交换芯片的serdes管脚，并且交换板的管脚分配支持交换板的兼容性，即交换板连接器的管脚分配，保证交换板的交换芯片的serdes(发送链路TX、接收链路RX)管脚的收发、极性相对应。优选地，交换板连接器的管脚个数支持业务板连接器的高速serdes。
基于上述原则，业务板连接器的高速serdes平均分配于交换板连接器，并且所述高速serdes相互平行。假设交换板的数量为2个，业务板连接器的高速serdes的线序为a\b\c\d，将业务板连接器的高速serdes的线序a\b\c\d分别两两连接至两个交换板上，从而实现一个业务板的所有交换芯片的高速serdes均分互联至交换板，并且高速serdes相互平行。
第二实施例
在第一实施例的基础上，本实施例的交换机背板互联装置中的交换板连接器的数量等同于业务板的数量，若业务板的数量为w个，每一个业务板有x个交换芯片，每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个业务板连接器，则每一个业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个交换板连接器。保证业务板的高速serdes均分于所有的交换板，x、y和w均为正整数。
第三实施例
如图3所示，在第一实施例和第二实施例的基础上，业务板连接器的高速serdes(出线1和6)从业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。由此看出，在业务板连接器的出线方式中，在保留常用出线方式的基础上(出线2-5)，再在serdes管脚相邻列的GND管脚(图3中的实心黑色点表示)之间的间隙中做出线，为交换机整机叠层减少了空间。
作为优选地，若业务板连接器的serdes管脚的数量为z个，则每一个业务板连接器在背板上的走线层的数量不大于z/6个，z为正整数。
在该优选实施例的业务板连接器的serdes管脚的数量为z个的条件下，常用出线方式是从serdes管脚与GND管脚(即serdes信号的参考管脚，起到保护信号完整性的作用)之间的间隙中出线，这样每一个业务板连接器在背板的一个走线层中只能出4个高速serdes(如图6所示，图中仅为业务板连接器的一部分，图中实心黑色点表示GND管脚、空心圈代表serdes管脚)。因此，现有技术中每一个业务板连接器在背板上的走线层的数量约为z/4个。采用本实施例的优选实施例的情况下，若从serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙中出线，则每一个走线层多出至少2个serdes，因此，每一个业务板连接器在背板上的走线层的数量不大于z/6个，相对于现有技术，本优选实施例的走线层的数量减少了1/3，由于业务板的高速serdes的数量巨大，占用走线层的数量较大，因此本优选实施例从整体上减少交换机背板的走线层的数量，很好地解决了背板的叠层困难，大大降低了背板的加工成本。
第四实施例
如图4所示，本实施例提供了一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联方法，将业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，包括：步骤S10：将业务板连接器的高速serdes均分连接于交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行。
如图2所示，依据前述原则，将业务板1上每一个交换芯片分配于每一个业务板连接器上的4个高速serdes分别两两连接于交换板1和交换板2上，使得业务板1上所有交换芯片的高速serdes平均分配于交换板1和交换板2上，然后，业务板2、3、4也以同样的方法，将其交换芯片的高速serdes平均分配于交换板1和交换板2，实现了交换机的4个业务板的高速serdes平均分配于所有的交换板。
本实施例的交换机背板互联方法，可以很好地实现业务板与交换板的高速serdes互联，不必考虑业务板连接器的个数，规律性强。
第五实施例
在第四实施例的基础上，本实施例提供的交换机背板互联方法中，步骤S10：将业务板连接器的高速serdes均分连接于交换板连接器，具体包括：若业务板的数量为w个，每一个业务板有x个交换芯片，将每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个业务板连接器，则将每一个业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个交换板连接器，x、y和w均为正整数。
如图2、图5和图6所示，业务板的数量为4个，交换板的数量为2个，每一个业务板有6个交换芯片，每一个交换芯片的高速serdes平均分配于n个业务板连接器，每一个交换芯片分配于每一个业务板连接器上的高速serdes的数量为4，那么每一个业务板连接器上分配的高速serdes的总数量为4*6＝24，交换板连接器的数量等同于业务板的数量，并且交换板连接器的管脚个数支持业务板的所有高速serdes，由此每一个业务板连接器上分配的高速serdes线序为a\b\c\d、e\f\g\h、i\j\k\l、m\n\o\p……以此类推。如图6中，业务板1的第一业务板连接器上分配的高速serdes线序为a\b\c\d，其第二业务板连接器上分配的高速serdes线序为e\f\g\h，以此类推。业务板2的第一业务板连接器至第n业务板连接器也是这样设置的。
然后，在背板走线层的第一层先将业务板1、业务板4的每一个业务板连接器上的6个交换芯片的serdes a全部出线，连接至交换板1(图中示出的是第一个业务板连接器1)，也可以是6个交换芯片的不同线序的高速serdes组合出线分布在第一层走线层上。这里假设6个交换芯片的线序a\b\c\d可同层出线。
接着，在背板走线层的第二层将业务板1、业务板4的6个交换芯片的serdes b全部出线，连接到交换板1(图5和图6未示出)。
再者，相应地将业务板1、4的6个交换芯片的serdes c、d在第三层走线层、第四层走线层分别连接到交换板2，图6示出的是业务板1的6个交换芯片的serdes c在第三层走线层分别连接到交换板2；
类似于上述步骤，将业务板1的第二个业务板连接器线序为e\f\g\h的高速serdes平均分配于交换板1和交换板2。
类似于上述步骤，将业务板2、3和4的每一个业务板连接器的高速serdes线序，平均连接到交换板1和交换板2。
可以看出，采用8个高速背板走线层将4个业务板的所有高速serdes连接至2个交换板，实现高速serdes在业务板和交换板之间的互联。
第六实施例
如图7所示，在第四实施例的基础上，步骤S10：在将业务板连接器的高速serdes均分连接于交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行之前，本实施例的交换机背板互联方法，还包括：步骤S20：将业务板连接器的高速serdes从业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。
业务板连接器的高速serdes，从serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙中引出，每一个业务板连接器在一个走线层上至少引出6个高速serdes，因此对于每一个业务板连接器的24个serdes管脚，利用不多于4个走线层就可以将一个业务板连接器的高速serdes全部出线。
如图5和图6所示，业务板的数量有4个，业务板1和4同时出线，业务板2和3同时出线，因此交换机整机的高速serdes利用8个走线层就可以全部出线，利用本实施例的交换机背板互联方法可以在交换机背板互联设计中节省8个走线层。
采用本实施例的交换机背板互联方法，在交换机的交换板和业务板之间的高速serdes越多，可节省走线层的层数越多，在背板单板叠层设计中凸显的作用越明显，很大程度地降低背板的加工成本。
第七实施例
此外，本发明还提供了一种交换机背板，包括根据上文所述的交换机背板互联装置。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (8)

1.一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联装置，业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，其特征在于，所述装置，包括业务板连接器和交换板连接器，所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且所述高速serdes相互平行。
2.根据权利要求1所述的交换机背板互联装置，其特征在于，所述交换板连接器的数量等同于所述业务板的数量，若所述业务板的数量为w个，每一个所述业务板有x个交换芯片，每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个所述业务板连接器，则每一个所述业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个所述交换板连接器，x、y和w均为正整数。
3.根据权利要求1或2所述的交换机背板互联装置，其特征在于，所述业务板连接器的高速serdes从所述业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。
4.根据权利要求3所述的交换机背板互联装置，其特征在于，若所述业务板连接器的serdes管脚的数量为z个，则所述每一个业务板连接器在所述背板上的走线层的数量不大于z/6个，z为正整数。
5.一种基于crossbar非正交架构的交换机背板互联方法，将业务板和交换板间隔设置于背板的同一侧，其特征在于，包括：
将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行。
6.根据权利要求5所述的交换机背板互联方法，其特征在于，所述将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，具体包括：
若所述业务板的数量为w个，每一个所述业务板有x个交换芯片，将每一个交换芯片的serdes管脚分配于y个所述业务板连接器，则将每一个所述业务板连接器的数量为x*y/w的高速serdes连接于每一个所述交换板连接器，x、y和w均为正整数。
7.根据权利要求6所述的交换机背板互联方法，其特征在于，所述将所述业务板连接器的高速serdes均分连接于所述交换板连接器，并且使得所述高速serdes相互平行之前，所述方法，还包括：
将所述业务板连接器的高速serdes从所述业务板连接器的serdes管脚的相邻列的参考GND孔之间的间隙穿出。
8.一种交换机背板，其特征在于，包括根据权利要求1至4中任一项所述的交换机背板互联装置。
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