多业务接入路由器主控板设计与实现

摘要

近年来，随着互联网接入技术的飞速发展，出现了3G、WLAN、xDSL、PON、V24/V25、E1、ISDN等各种宽窄带接入技术和相关接入业务。接入技术的多样化发展，给网络构建带来了极大的方便。网络运营商期望其多种业务能够在同一台网络设备上实现无缝接入，以降低运营成本。而多种接入技术的汇聚、多种业务的融合必将给多业务接入路由器带来严峻的考验。
　　本文主要论述了多业务接入路由器的关键单板——主控板的设计及实现。本多业务接入路由器采用主控板与模块化板卡相结合的结构。主控板负责各模块化板卡的业务调度、接口管理，且主控板一般本身会提供几种网络接入接口。因此，主控板设计相对比较复杂，是整个多业务接入路由器设计的重点和难点。
　　本文首先详细论述主控板的功能和总体设计，然后对主控板上各个功能模块的设计及实现做了一一阐述。其中，重点论述了双monitor备份设计、自适应热交换系统设计、外时钟滤抖设计：双monitor备份设计是将monitor（监控引导程序）做一个备份。当主monitor程序被损坏后，由CPLD控制做启动切换，使系统从备份monitor程序启动。双monitor备份设计有效提高了系统稳定性；自适应热交换系统设计是为了解决目前热交换系统散热不均、效率不高等问题而提出的一种新的、先进的基于温度和功耗自动控制的热交换发法和实现装置；外时钟滤抖是对接收的时钟信号进行多级缓冲并多次采样，丢弃保持时间不足的伪信号（毛刺），以去除外部时钟所携带的干扰。
　　本文论述的主控板在业界同等档次的主控板设计中，在低功耗设计、简洁度、可靠性方面更具优势，总体上达到了较高水平。同时，其低层本设计为整个设备降层本指标做出了贡献，最终经济上表现出较高性价比。该设计形成产品发布后，国内外市场订单不断，表现出较高的市场价值。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 目前国内外的发展趋势

1.3 本人主要工作

第二章 路由器简介及发展历史

2.1 路由器简介

2.2 路由器的发展历史

2.3 本章小结

第三章 主控板硬件设计与实现

3.1主控板的总体设计

3.2 总线设计

3.3 CPLD逻辑功能模块设计

3.4 内存自检和坏区隔离

3.5 自适应热交换系统设计

3.6 外时钟滤抖设计

3.7 WAN/LAN口放雷和抗静电骚扰设计

3.8 电源和时钟方案

3.9 实物展示

第四章 软件设计

4.1 系统软件设计

4.2 软件模块

4.3 本章小结

第五章 测试结果

5.1 155M 光口眼图测试

5.2 USB2.0 模板测试

5.3 入网测试结果

5.4 测试仪表

6.5 本章小结

结束语

致谢

参考文献