基于BF537的双冗余以太网的设计与实现
0引言
随着信息技术的高速发展,网络通信也显得越发重要,以太网也成为了各种控制系统接口互联的主要媒介。在金融机构、政府部门、军事应用等特殊应用场合对网络系统的稳定性要求非常高,为了提高系统的可靠性和抗毁性,常常采用双冗余的设计方式。双冗余网络的实现是以故障检测为基础,通过软件检查、交换机及网络节点的网卡协同处理共同完成的。冗余网络的构建方式通常是在每个网络节点采用双网卡,中间用两个HUB或交换机相连。这样当某个节点的一块网卡、网线或者HUB出现故障时,系统会马上启用另一块冗余网卡使得系统仍能够正常运行。本文基于BF537提出了两种冗余网络的构建方案和实现方法。
1 BF537结构特点
BF537是Blackfin家族的升级产品,其在标准Blackfin内核的基础上拥有更加丰富的接口,并在内部集成了一个以太网MAC控制器。BF537的内部结构如图1所示。
Blackfin内核包含2个乘／累加器(MAC),2个40位的ALU,4个视频专用8位ALU和1个40位移位器。运算单元处理来自寄存器组的8位、16位或者32位数据。每个MAC每周期可完成一个16位乘16位的乘法运算,并把结果累加到40位的累加器中,提供8位的精度扩展。ALU单元执行标准的算术和逻辑运算,由于2个ALU具备对16位或32位数据操作的能力,因此运算单元具备的灵活性可以满足各种应用中信号处理的要求。每个32位的输入寄存器可以作为2个16位的寄存器,因此每个ALU可以完成非常灵活的单16位算术运算。通过把寄存器当作2个16位的操作数使用,双16位或单32位操作可以在1个周期中完成。更好地利用第二个ALU,四个16位操作可以简单地完成,加速了每个周期的吞吐量。强大的40位移位器功能丰富,可以对数据进行移位、循环移位、归一化、提取和存储等操作。运算单元所使用的数据来自具有16个16位操作数或8个32位操作数的寄存器组。
