此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除KS8993型高性能交換電路及其應用 天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：1755696321 引言 KENDIN公司推出的KS8993是業(yè)界第一款包含3端口10/100物理層收發(fā)器、3個帶有1個Layer2交換器的MAC單元以及緩存的高性能以太網(wǎng)快速交換電路，集成了10BaseT/100BaseTX/100BaseFXPHY和16K32的SRAM緩沖區(qū)，其帶寬可達到1Gbps。具有低功耗、功能齊全和易于調(diào)試等特點。 KS8993主要具有以下特性：符合IEEE 802.3以太網(wǎng)標準和IEEE 802.3快速以太網(wǎng)標準； 支持基于端口的VLAN，基于硬件的10/100速率轉(zhuǎn)換及自動協(xié)商機制；支持10M/100M和全雙工/半雙工自適應功能； 支持全雙工的IEEE802.3x流量控制及半雙工的流量控制； 片內(nèi)集成地址對照引擎、自動地址分析、老化和移位； MAC地址自學習、自更新功能； 可支持優(yōu)先級排隊、未屏蔽雙絞線和光纖； 采用128引腳的PQFP型封裝。 2 內(nèi)部結(jié)構 圖1是KS8993的內(nèi)部結(jié)構框圖。下面介紹KS8993中各主要模塊的原理。 (1)地址對照引擎 KS8993內(nèi)置存儲MAC地址及其相關信息的地址對照表。該表能夠提供1K字48位的中央地址存儲器地址和交換信息。 (2)SRAM緩沖器 KS8993內(nèi)置一個用于存儲幀的16K字32位的SRAM緩沖器。這一資源是由該電路的3個端口共享。每個端口分配多大空間的緩沖器可以通過系統(tǒng)設置來決定。 (3)流量控制 在KS8993中，幀的接收與發(fā)送支持802.3x標準。KS8993剛剛接收一個數(shù)據(jù)包，假如該數(shù)據(jù)包的目標端口資源被占用，KS8993將對接收數(shù)據(jù)包的端口進行流量控制。這時，KS8993會發(fā)出一個含有最大停頓時間的流量控制幀。一旦目標端口資源被釋放，KS8993就發(fā)出其他不含停頓時間的幀。 3 KS8993的輸入接口和輸出接口如圖2所示，KS8993的輸入接口和輸出接口主要分為：物理接口、MII接口、串行網(wǎng)絡接口、LED指示接口、非管理編程接口、控制和其他接口、工廠測試接口、電源和地接口。 3.1 物理接口 KS8993分別提供3路收發(fā)信號接口，分為變壓器和光纖兩種模式與媒體介質(zhì)相連。光纖模式下，三路光信號檢測接口接光纖信號檢測輸出口可完成光信號檢測。還需為傳輸數(shù)據(jù)設置抽頭變壓器參考值，并設置發(fā)送電流值。 3.2 介質(zhì)無關接口（MII） 介質(zhì)無關接口（MII）的作用是使物理層可以支持不同的介質(zhì)類型。MII引腳信號包括接收、發(fā)送數(shù)據(jù)、發(fā)送使能、沖突監(jiān)測、收發(fā)時鐘和故障指示等。還提供了載波活動、沖突檢測和管理接口信號。數(shù)據(jù)穿越MII的速率是每個時鐘周期為一個半位元組（4位），即25Mbps。 MII工作在forward和backward兩種模式下。在forward模式下，KS8993的MAC3利用外接的PHY進行通信；在backward模式下，外部的MAC利用KS8993的PHY3進行通信。 3.3 串行網(wǎng)絡接口 串行網(wǎng)絡接口與用于網(wǎng)絡層協(xié)議處理的控制器兼容，可以直接與這些類型的設備連接。傳輸信號分為兩類：一類負責發(fā)送，包括發(fā)送使能、沖突檢測、串行發(fā)送數(shù)據(jù)和發(fā)送時鐘等。另一類負責接收，包括載波監(jiān)聽、串行接收和接收時鐘。 3.4 LED指示接口狀態(tài)指示信號可以設置為速度指示、沖突指示、全雙工/半雙工指示等。可以根據(jù)需要外接一定數(shù)目的LED燈指示電路的工作狀況。 3.5 非管理編程接口 按功能表設置MODESEL3：0引腳電平可規(guī)定LED的工作模式。設置MTXD3：1引腳可實現(xiàn)全雙工和半雙工模式。設置MIIS1：0引腳使KS8993的MII接口工作在forward或reverse模式。設置MRXD0引腳為高電平，KS8993可禁止MAC3的自動協(xié)商功能。設置MRXD3引腳為低電平，使KS8993的MAC3工作在半雙工模式。諸如此類，靈活設置這些非管理編程接口電平還可以實現(xiàn)自動協(xié)商機制、MAC地址自學習、符合802.1p的優(yōu)先級排隊、自更新等功能。 3.6 控制和其他接口 接外部晶振或輸入時鐘信號和系統(tǒng)復位信號。 3.7 電源和地接口 KS8993采用單2.5V工作電壓，包括收發(fā)驅(qū)動器在內(nèi)的總功耗為300mA（750mW），具有低損耗特性。 4 典型應用 KS8993包含3端口10/100自適應物理層收發(fā)器和3個帶有一個Layer 2交換器的MAC單元。 在實際應用中，KS8993既可以配置為一個獨立的3端口器件，如圖3（a）所示，也可以為了滿足需要（如將DSL與一部IP電話和PC相連時），配置成為兩端口加一個MII端口的形式，如圖3（b）所示。MII端口可以連接外部處理器，用于路由目的和公共網(wǎng)絡訪問。 圖4是KS8993在IP電話中的應用。端口1連接個人計算機，端口2連接電話，端口3則設置成MII端口，用于路由目的。 KS8993的每一個端口都設有一個3位的VLAN掩碼寄存器（PV1、PV2和PV3）。通過設置寄存器中的掩碼，可以設定KS8993中3個端口的功能，其中，一個典型的應用是將2個端口設置成轉(zhuǎn)換器，另一個端口設置為路由器。要實現(xiàn)這一功能，3個VLAN掩碼寄存器的設置為PV1（1，0，1）、PV2（0，1，1）和PV3（1，1，1）。在這個設置中，KS8993可以用于連接2個VLAN，VLAN1包括端口1和端口3，VLAN2包括端口2和端口3。當VMDIS（Vlan Mismatch DIScard）1時，端口1和端口2之間不能直接通信，此時端口3就要在端口1所屬的VLAN1和端口2所屬的VLAN2之間進行路由選擇。當VMDIS0時，如果端口收發(fā)的是廣播數(shù)據(jù)包，則所有端口之間都可以直接通信；如果端口收發(fā)的是多播數(shù)據(jù)包，那么這些數(shù)據(jù)包的傳輸將被限制在同一個VLAN中。VMDIS0這種特性常被用于廣播/多播協(xié)議轉(zhuǎn)換。 5 結(jié)束語 使用KS8993時應當注意：在reverse操作下，MII接口不給K