分布式架构设备及其串口复用电路的制作方法
分布式架构设备及其串口复用电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通讯技术，特别是涉及分布式架构设备及其串口复用电路。
【背景技术】
[0002] MCP (Multi Core Platform多核硬件平台）是一个基于多核CPU开发的面向网络 安全和数据采集等领域的硬件平台。
[0003] UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）是用 于串行数据传输与并行数据传输之间的传输转换的功能模块，通常与支持RS-232C标准的 信号幅度变换芯片进行搭配，作为连接外部设备的接口。
[0004] FPGA (Field - Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是在 PAL(Programmable Array Logic，可编程阵列逻辑）、GAL(Generic Array Logic，通用阵列 逻辑）、CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）等可编程器件 的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC)领域中的一种半定制电路而 出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
[0005] SMI (Serial Management Interface，串行管理总线），SMI 接口包括两根信号线： MDC(Management Data Controller)和MDI0(Management Data Input/Output，管理数据输 入输出），通过SMI接口，MAC层（Media Access Control)芯片（或其它控制芯片）可以访 问物理层芯片的寄存器（前面100M物理层芯片中介绍的寄存器组，但不仅限于100M物理 层芯片，10M物理层芯片也可以拥有这些寄存器），并通过这些寄存器来对物理层芯片进行 控制和管理。
[0006] 现有技术是通过分离的方式来实现的，即：两个CPU分开单独接RS232串口芯片和 RJ45在机箱面板上都留有接串口的位置。现有技术的缺点是调试时需要不断地插拔串口线 不利于调试，对于IU盒式设备高密度端口（48个SFP+光接口）应用场合时需要牺牲业务 端口密度和增加物料成本并降低产品竞争力。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型目的在于提供一种分布式架构设备的串口复用电路，旨在解决若分布 式架构设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线、调试效率低、产品业务端口的密度 大和物料成本高的问题。
[0008] -种分布式架构设备的串口复用电路，包括：至少两个CPU、选择切换电路、电平 转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的输入端连 接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所述选择切 换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。
[0009] 进一步地，所述选择切换电路包括选择器。
[0010] 进一步地，所述选择切换电路包括CPLD控制器。
[0011] 进一步地，所述选择切换电路包括CPLD控制器和选择器，所述选择器的输入端分 别与所述每个所述CPU的串口连接，输出端接所述电平转换芯片，控制端口接所述CPLD控 制器，所述CPLD控制器接所述CPU的切换信号。
[0012] 进一步地，所述选择器为TS3A44159PWR芯片。
[0013] 进一步地，所述电平转换芯片为MAX3232芯片。
[0014] 进一步地，所述数据传输串口为RJ45串口或BD9串口。
[0015] 本实用新型还提供了一种分布式架构设备，包括上述的分布式架构设备的串口复 用电路。
[0016] 上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路选择相应的CPU 与数据传输串口形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口实现数据传 输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调试效率及 易用性。同时降低了产品业务端口的密度，也节省面板器件布置面积，从而可以提高业务端 口密度，降低了产品的成本。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型较佳实施例中串口复用电路的结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型实施例一中串口复用电路的结构示意图；
[0019] 图3为图2所示分布式架构设备的串口复用电路的电路原理图；
[0020] 图4为本实用新型实施例二中串口复用电路的结构示意图；
[0021 ] 图5为本实用新型实施例三中串口复用电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023] 请参阅图1，本实用新型较佳实施例中分布式架构设备中的分布式架构设备的串 口复用电路包括至少两个CPU (110和120)、选择切换电路200、电平转换芯片300以及数据 传输串口 400,每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路200的输入端连接，且所述选 择切换电路200的输出端通过电平转换芯片300连接所述数据传输串口 400 ;所述选择切 换电路200的控制端口接收所述CPU的切换信号。
[0024] 数据传输串口 400为RJ45串口或BD9串口。本实施例中，数据传输串口 400为 RJ45 串口
[0025] 实施例一：
[0026] 参考图2,选择切换电路200包括选择器210和CPLD控制器220,所述选择器210 的输入端分别与所述每个所述CPU的串口连接，输出端接所述电平转换芯片300,控制端口 接所述CPLD控制器220,所述CPLD控制器220接所述CPU的切换信号。
[0027] 结合图2和图3,本实施例中，所述选择器210为TS3A44159PWR芯片。所述电平转 换芯片300为MAX3232芯片。
[0028] 第一 CPU 110 :为管理CPU也可以当业务CPU使用，业务处理能力相对较弱。
[0029] 第二CPU 120 :为业务CPU同时可以当管理CPU使用。
[0030] 选择器210 (芯片TS3A44159PWR):为2选1选择器，主要功能为对UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）的信号的选择。即当第一 CPU 110需要使用串口时通过CPLD控制器220控制选择器210的控制端口 IN1-2、IN3-4 的电平为高电平，当第二CPU 120需要使用串口时通过CPLD控制选择器210的控制端口 IN1-2、IN3-4的电平为低电平。
[0031] CPLD控制器220 :通过第一 CPU 110或第二CPU 120的SMI信号访问并控制选择 器210的控制端口 IN1-2、IN3-4信号电平。
[0032] 电平转换芯片300 (芯片MAX3232):为UART串口电平转换芯片，由于UART电平采 用的逻辑负电平，而CPU采用的是逻辑正电平。
[0033] 关于各个模块的PHY地址或寄存器地址定义如下：
[0034] 第一 CPU 110 (管理 CPU)PHY 地址为：0b100 01
[0035] 第二 CPU 120(业务 CPU)PHY 地址为：0b100 10
[0036] CPLD控制器220定义的串口切换寄存器地址：0x0d
[0038] 实施例二：
[0039] 参考图3,所述选择切换电路200为选择器210。选择器210的输入端分别连接第 一 CPU 110和第二CPU 120的输出输入串口连接，选择器210的输出端通过电平转换芯片 300连接所述数据传输串口 400 ;选择器210的控制端口接收第一 CPU 110和第二CPU 120 的切换信号
[0040] 本实施例中，CPU的串口信号直接连接至选择器210,当其中一个CPU需要使用串 口时通过写寄存器的方式控制相应的信号输出。
[0041] 实施例三：
[0042] 参考图4,所述选择切换电路200为CPLD控制器220。CPLD控制器220的输入端 分别连接第一 CPU 110和第二CPU 120的输出输入串口连接，CPLD控制器220的输出端通 过电平转换芯片300连接所述数据传输串口 400 ;CPLD控制器220的控制端口接收第一 CPU 110和第二CPU 120的切换信号
[0043] 本实施例中，CPU的串口信号直接连接至CPLD控制器220,当其中一个CPU需要使 用串口时通过写寄存器的方式控制相应的信号输出。
[0044] 上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路200选择相应的 (PU与数据传输串口 400形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口 400实 现数据传输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调 试效率及易用性。同时降低了产品业务端口的密度，也节省面板器件布置面积，从而可以提 高业务端口密度，降低了产品降低了产品物料成本和PCB布局面积。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，包括：至少两个CPU、选择切换 电路、电平转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的 输入端连接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所 述选择切换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。2. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括选择器。3. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括CPLD控制器。4. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括CPLD控制器和选择器，所述选择器的输入端分别与所述每个所述CPU的串口连 接，输出端接所述电平转换芯片，控制端口接所述CPLD控制器，所述CPLD控制器接所述CPU 的切换信号。5. 如权利要求2或4所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择器 为TS3A44159PWR芯片。6. 如权利要求1至4任一项所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述 电平转换芯片为MAX3232芯片。7. 如权利要求1至4任一项所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述 数据传输串口为RJ45串口或BD9串口。8. -种分布式架构设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的分布式架构设 备的串口复用电路。
【专利摘要】本实用新型提供了一种分布式架构设备及其串口复用电路，包括：至少两个CPU、选择切换电路、电平转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的输入端连接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所述选择切换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路选择相应的CPU与数据传输串口形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口实现数据传输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调试效率及易用性。
【IPC分类】G06F13/20
【公开号】CN204650513
【申请号】CN201520243886
【发明人】甘茂庶
【申请人】深圳市恒扬科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月21日
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通讯技术，特别是涉及分布式架构设备及其串口复用电路。
【背景技术】
[0002] MCP (Multi Core Platform多核硬件平台）是一个基于多核CPU开发的面向网络 安全和数据采集等领域的硬件平台。
[0003] UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）是用 于串行数据传输与并行数据传输之间的传输转换的功能模块，通常与支持RS-232C标准的 信号幅度变换芯片进行搭配，作为连接外部设备的接口。
[0004] FPGA (Field - Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是在 PAL(Programmable Array Logic，可编程阵列逻辑）、GAL(Generic Array Logic，通用阵列 逻辑）、CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）等可编程器件 的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC)领域中的一种半定制电路而 出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
[0005] SMI (Serial Management Interface，串行管理总线），SMI 接口包括两根信号线： MDC(Management Data Controller)和MDI0(Management Data Input/Output，管理数据输 入输出），通过SMI接口，MAC层（Media Access Control)芯片（或其它控制芯片）可以访 问物理层芯片的寄存器（前面100M物理层芯片中介绍的寄存器组，但不仅限于100M物理 层芯片，10M物理层芯片也可以拥有这些寄存器），并通过这些寄存器来对物理层芯片进行 控制和管理。
[0006] 现有技术是通过分离的方式来实现的，即：两个CPU分开单独接RS232串口芯片和 RJ45在机箱面板上都留有接串口的位置。现有技术的缺点是调试时需要不断地插拔串口线 不利于调试，对于IU盒式设备高密度端口（48个SFP+光接口）应用场合时需要牺牲业务 端口密度和增加物料成本并降低产品竞争力。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型目的在于提供一种分布式架构设备的串口复用电路，旨在解决若分布 式架构设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线、调试效率低、产品业务端口的密度 大和物料成本高的问题。
[0008] -种分布式架构设备的串口复用电路，包括：至少两个CPU、选择切换电路、电平 转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的输入端连 接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所述选择切 换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。
[0009] 进一步地，所述选择切换电路包括选择器。
[0010] 进一步地，所述选择切换电路包括CPLD控制器。
[0011] 进一步地，所述选择切换电路包括CPLD控制器和选择器，所述选择器的输入端分 别与所述每个所述CPU的串口连接，输出端接所述电平转换芯片，控制端口接所述CPLD控 制器，所述CPLD控制器接所述CPU的切换信号。
[0012] 进一步地，所述选择器为TS3A44159PWR芯片。
[0013] 进一步地，所述电平转换芯片为MAX3232芯片。
[0014] 进一步地，所述数据传输串口为RJ45串口或BD9串口。
[0015] 本实用新型还提供了一种分布式架构设备，包括上述的分布式架构设备的串口复 用电路。
[0016] 上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路选择相应的CPU 与数据传输串口形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口实现数据传 输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调试效率及 易用性。同时降低了产品业务端口的密度，也节省面板器件布置面积，从而可以提高业务端 口密度，降低了产品的成本。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型较佳实施例中串口复用电路的结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型实施例一中串口复用电路的结构示意图；
[0019] 图3为图2所示分布式架构设备的串口复用电路的电路原理图；
[0020] 图4为本实用新型实施例二中串口复用电路的结构示意图；
[0021 ] 图5为本实用新型实施例三中串口复用电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023] 请参阅图1，本实用新型较佳实施例中分布式架构设备中的分布式架构设备的串 口复用电路包括至少两个CPU (110和120)、选择切换电路200、电平转换芯片300以及数据 传输串口 400,每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路200的输入端连接，且所述选 择切换电路200的输出端通过电平转换芯片300连接所述数据传输串口 400 ;所述选择切 换电路200的控制端口接收所述CPU的切换信号。
[0024] 数据传输串口 400为RJ45串口或BD9串口。本实施例中，数据传输串口 400为 RJ45 串口
[0025] 实施例一：
[0026] 参考图2,选择切换电路200包括选择器210和CPLD控制器220,所述选择器210 的输入端分别与所述每个所述CPU的串口连接，输出端接所述电平转换芯片300,控制端口 接所述CPLD控制器220,所述CPLD控制器220接所述CPU的切换信号。
[0027] 结合图2和图3,本实施例中，所述选择器210为TS3A44159PWR芯片。所述电平转 换芯片300为MAX3232芯片。
[0028] 第一 CPU 110 :为管理CPU也可以当业务CPU使用，业务处理能力相对较弱。
[0029] 第二CPU 120 :为业务CPU同时可以当管理CPU使用。
[0030] 选择器210 (芯片TS3A44159PWR):为2选1选择器，主要功能为对UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）的信号的选择。即当第一 CPU 110需要使用串口时通过CPLD控制器220控制选择器210的控制端口 IN1-2、IN3-4 的电平为高电平，当第二CPU 120需要使用串口时通过CPLD控制选择器210的控制端口 IN1-2、IN3-4的电平为低电平。
[0031] CPLD控制器220 :通过第一 CPU 110或第二CPU 120的SMI信号访问并控制选择 器210的控制端口 IN1-2、IN3-4信号电平。
[0032] 电平转换芯片300 (芯片MAX3232):为UART串口电平转换芯片，由于UART电平采 用的逻辑负电平，而CPU采用的是逻辑正电平。
[0033] 关于各个模块的PHY地址或寄存器地址定义如下：
[0034] 第一 CPU 110 (管理 CPU)PHY 地址为：0b100 01
[0035] 第二 CPU 120(业务 CPU)PHY 地址为：0b100 10
[0036] CPLD控制器220定义的串口切换寄存器地址：0x0d
[0038] 实施例二：
[0039] 参考图3,所述选择切换电路200为选择器210。选择器210的输入端分别连接第 一 CPU 110和第二CPU 120的输出输入串口连接，选择器210的输出端通过电平转换芯片 300连接所述数据传输串口 400 ;选择器210的控制端口接收第一 CPU 110和第二CPU 120 的切换信号
[0040] 本实施例中，CPU的串口信号直接连接至选择器210,当其中一个CPU需要使用串 口时通过写寄存器的方式控制相应的信号输出。
[0041] 实施例三：
[0042] 参考图4,所述选择切换电路200为CPLD控制器220。CPLD控制器220的输入端 分别连接第一 CPU 110和第二CPU 120的输出输入串口连接，CPLD控制器220的输出端通 过电平转换芯片300连接所述数据传输串口 400 ;CPLD控制器220的控制端口接收第一 CPU 110和第二CPU 120的切换信号
[0043] 本实施例中，CPU的串口信号直接连接至CPLD控制器220,当其中一个CPU需要使 用串口时通过写寄存器的方式控制相应的信号输出。
[0044] 上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路200选择相应的 (PU与数据传输串口 400形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口 400实 现数据传输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调 试效率及易用性。同时降低了产品业务端口的密度，也节省面板器件布置面积，从而可以提 高业务端口密度，降低了产品降低了产品物料成本和PCB布局面积。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，包括：至少两个CPU、选择切换 电路、电平转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的 输入端连接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所 述选择切换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。2. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括选择器。3. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括CPLD控制器。4. 如权利要求1所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择切换 电路包括CPLD控制器和选择器，所述选择器的输入端分别与所述每个所述CPU的串口连 接，输出端接所述电平转换芯片，控制端口接所述CPLD控制器，所述CPLD控制器接所述CPU 的切换信号。5. 如权利要求2或4所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述选择器 为TS3A44159PWR芯片。6. 如权利要求1至4任一项所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述 电平转换芯片为MAX3232芯片。7. 如权利要求1至4任一项所述的分布式架构设备的串口复用电路，其特征在于，所述 数据传输串口为RJ45串口或BD9串口。8. -种分布式架构设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的分布式架构设 备的串口复用电路。
【专利摘要】本实用新型提供了一种分布式架构设备及其串口复用电路，包括：至少两个CPU、选择切换电路、电平转换芯片以及数据传输串口，每个所述CPU的串口分别与所述选择切换电路的输入端连接，且所述选择切换电路的输出端通过电平转换芯片连接所述数据传输串口；所述选择切换电路的控制端口接收所述CPU的切换信号。上述的分布式架构设备的串口复用电路通过利用选择切换电路选择相应的CPU与数据传输串口形成通道，实现多个CPU分布式架构利用一个数据传输串口实现数据传输，解决了设备在调试及应用过程中不断变换插拔串口线的问题，提高了产品调试效率及易用性。
【IPC分类】G06F13/20
【公开号】CN204650513
【申请号】CN201520243886
【发明人】甘茂庶
【申请人】深圳市恒扬科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月21日
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