自以太網(wǎng)1985年出現(xiàn)以來，便得到了飛速的發(fā)展。它導致了全球信息化的革命，并廣泛地應用于商業(yè)領域。然而到了21世紀，以太網(wǎng)不單單的局限于商業(yè)領域，并逐步應用于工控領域，如今成為工業(yè)通信領域新一代的驕子。作為以太網(wǎng)的主要拓撲設備-交換機，商用交換機技術已經(jīng)逐步成熟，但是工業(yè)交換機仍具有很大的發(fā)展空間，本文主要從工業(yè)以太網(wǎng)的高實時性和可靠性入手，設計工業(yè)以太網(wǎng)交換機。實時性方面針對于近些年頗為流行的IEEE1588標準而設計，在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層中引入時鐘戳處理模塊，減小了時鐘戳的延遲和傳輸?shù)牟淮_定性，從而獲得更高的時鐘精度。針對于工業(yè)以太網(wǎng)的高可靠性，對交換機做了EMC和防護設計。并開發(fā)了工業(yè)以太網(wǎng)交換機。本文研究和實現(xiàn)了支持IEEE1588的工業(yè)以太網(wǎng)交換機。首先扼要介紹了IEEE1588標準，重點敘述了IEEE1588標準的實現(xiàn)過程。并詳盡介紹了工業(yè)交換機的設計與實現(xiàn)過程。實現(xiàn)過程包括電源模塊，交換核心模塊，外圍存儲模塊等硬件電路的設計，并繪制了PCB。同時對交換機千兆比特信號的完整性做了分析，并對交換機的EMC和防護做了分析與設計其中交換芯片主要根據(jù)性價比高低而做出選擇，軟件移植過... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

VLAN示意圖

圖 3-3 鏈路聚合示意圖Fig.3-3 The diagram of Link Aggregation schematic換機采用背插板試設計結構，使用者可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的使板或電口板。在電源方面采用雙電源供電模式，即從外部可給交換機供電。這樣在有一路交流電斷電時，交換機仍然可發(fā)周期和開發(fā)成本角度考慮，對比分析選取交換芯片 VSC7 VSC8574 作為交換核心，運行嵌入式系統(tǒng)。SC7429 和 8574 為交換核心的交換機，支持 VLAN 功能，且支96 個，足以滿足工業(yè)現(xiàn)場的需求。在 STP 方面，它既支持P 功能。IEEE1588 實現(xiàn)工程中，本交換設計為邊界時鐘設由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層之間的集成硬件邏輯完成，發(fā)送接收部潛入的 CPU 和外部 RAM 配合完成。小結

圖 4-20 單端信號阻抗計算圖Fig.4-20 The calculation of single-ended signal impedance圖 4-21 差分信號阻抗計算圖Fig.4-21 Calculation of Differential impedance頂層高速信號均采用地層信號作為參考面，底層信號選擇電源層做為參考平面。參考面的斷裂，改變都會使特征阻抗離散。標準電路板的厚度為 1.6mm，

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于交換式以太網(wǎng)的實時工業(yè)通信相關理論與技術研究[D]. 陳本源.武漢理工大學 2010

碩士論文
[1]基于IEEE1588標準交換機的研究和設計[D]. 張濤允.華北電力大學（北京） 2011



本文編號：3538904