基于BF537的雙冗余以太網的設計與實現

摘 要:首先對計算機通信中以太網控制器的雙冗余備份技術進行闡述，然后簡述了BF537及其結構特點，提出了兩種基于Blackfin系列處理器BF537的雙冗余以太網實現方案，并分別介紹了其設計原理、關鍵技術及實現技術，實現了以太網的實時在線檢測和切換，并對切換速度進行了測試。

關鍵詞:以太網; BF537; 冗余; 實時切換

中圖分類號:TN919 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0111-03

Design and Implementation of Dual-redundant Ethernet Based on BF537

BAO Jing-yuan

(PLA Naval Military Representative Office Stationed in the 701 Institute， Wuhan 430064， China)

Abstract: The dual-redundant backup technology of the Ethernet controller in the computer communication is described， and the BF537 and its structural characteristics is outlined. Two kinds of realization programs based on Blackfin family of processors BF537 are proposed， and its design principle， key technology and implementation techniques are introduced respectively. The real-time online detection and switch of Ethernet are achieved， and the switching speed is tested.

Keywords: Ethernet; BF537; redundancy; real-time switch

0 引 言

隨著信息技術的高速發展，網絡通信也顯得越發重要，以太網也成為了各種控制系統接口互聯的主要媒介。在金融機構、政府部門、軍事應用等特殊應用場合對網絡系統的穩定性要求非常高，為了提高系統的可靠性和抗毀性，常常采用雙冗余的設計方式。雙冗余網絡的實現是以故障檢測為基礎，通過軟件檢查、交換機及網絡節點的網卡協同處理共同完成的。冗余網絡的構建方式通常是在每個網絡節點采用雙網卡，中間用兩個HUB或交換機相連。這樣當某個節點的一塊網卡、網線或者HUB出現故障時，系統會馬上啟用另一塊冗余網卡使得系統仍能夠正常運行。本文基于BF537提出了兩種冗余網絡的構建方案和實現方法。

1 BF537結構特點

BF537是Blackfin家族的升級產品，其在標準Blackfin內核的基礎上擁有更加豐富的接口，并在內部集成了一個以太網MAC控制器。BF537的內部結構如圖1所示。

Blackfin內核包含2 個乘/累加器(MAC)，2 個40 位的ALU，4 個視頻專用8位ALU 和1個40 位移位器。運算單元處理來自寄存器組的8 位、16位或者32 位數據。每個MAC 每周期可完成一個16位乘16位的乘法運算，并把結果累加到40位的累加器中，提供8位的精度擴展。……