BCM5396交换芯片软件系统及数据上传、下发方法与流程

本发明涉及以太网交换领域，具体地，涉及一种BCM5396交换芯片软件系统及 方法。

背景技术

BCM 5396原本是博通公司出品的一款16口的低功耗交换芯片，提供MII管理 接口、spi、mdio/mdc控制总线，适用于众多低功耗网络应用场景。通常硬件方案 是将其作为一款二层傻瓜交换进行使用。以太网信息控制处理系统中，许多应用会 通过组播与多个网络节点建立通信服务机制。IP层的组播信息，在封包成以太网数 据帧到MAC层上后默认其实是广播，即所有的网络端口都会有数据包，这会使得网 络环境恶化。对于数据量大，实时性需求高的雷达信息控制处理系统而言是极大隐 患。随着国产化cpu及5396的问世，我们可以在此两款芯片实现的平台上实现基 于二层网络的动态组播igmp-snooping网络协议。

专利文献为CN204928886U的实用新型专利公开了一种基于BCM5396芯片的 CPCI千兆以太网交换板卡，包括一片BCM5396交换芯片，连接两片BCM54680的PHY 芯片，每片PHY芯片连接二个脉冲变压器，每个脉冲变压器对外连接接出4路千兆 网络接口，共16路千兆网络接口；其中15路千兆网络接口通过一型号为ERNI354142 的110PINCPCI连接器和一型号为ERNI354148的110PINCPCI连接器对外输出，另 有1路千兆网络通过1个RJ45标准接口对外输出；CPCI千兆以太网交换板卡上设 有电源模块，电源模块对板卡所有芯片和器件供电；CPCI千兆以太网交换板卡上还 设有一型号为EPM240T100C5N的FPGA芯片与BCM5396交换芯片相连接，FPGA芯片 通过一个10PIN2.54的连接器连接程序烧写接口。但是上述方案无法实现低功耗功 能。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种BCM5396交换芯片软件系统 及数据上传、下发方法。

根据本发明提供的一种基于BCM5396交换芯片的软件系统，包括上位机模块和交 换模块，其中：

所述上位机模块控制交换模块寄存机，处理交换模块的以太网数据；

所述交换模块用于提供以太网交换功能；

所述上位机模块包括Mdio接口模块和MII接口模块；

所述Mdio接口模块用于针对交换模块的寄存器控制，实现交换端口模式转换，二 层交换协议，地址学习表的配置；

所述MII接口模块接收交换模块的组播协议包。

优选地，还包括动态组播软件应用模块，所述动态组播软件应用模块实现动态组播 IGMP-Snooping网络功能。

优选地，所述交换模块包括BCM5396交换芯片。

优选地，所述Mdio接口模块通过mdio线驱动，实现BCM5396交换芯片的mdio设 备驱动。

优选地，Mdio接口模块由BCM5396交换芯片当中的MII register 16-27部分寄存 器实现。

根据本发明提供的一种根据上述的基于BCM5396交换芯片的软件系统的数据上传 方法，包括如下步骤：

协议包上传步骤：交换模块的MII接口上传网络上的协议包；

网络驱动修改步骤：修改VxWork的网络驱动，将通用网络驱动过程当中的获得连 接状态的部分修改为固定的up状态。

根据本发明提供的一种根据上述的基于BCM5396交换芯片的软件系统的数据下发 方法，包括如下步骤：

标记步骤：在下发的数据包中打上tag标记；

转发步骤：交换模块转发带有tag的数据包。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供了一种上位机系统VxWorks适配方案和一种动态组播协议的软 件，为国产化低功耗智能交换解决方案提供一种选择。

2、本发明的协议软件将原本会广播的组播协议数据包，变为只转发到组播组 成员对应的交换端口上，避免了无效转发过程。

3、本发明可以极大改善局部网络环境，减少无效网络数据，防止广播风暴。

4、本发明通过mdio控制5396芯片,特定MII端口提供协议包通道，操作系 统上动态组播应用实现。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：

图1为BCM5396交换芯片软件系统的交换基本硬件原理图。

图2为BCM5396交换芯片软件数据读取流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

如图1和图2所示，根据本发明提供的一种BCM5396交换芯片软件系统及数据上 传、下发方法，所述软件系统包括上位机模块和交换模块，上位机模块用于控制芯片 寄存器，处理交换芯片上的以太网数据。动态组播软件应用模块实现动态组播 IGMP-Snooping网络功能。交换模块以5396芯片为主，提供以太网交换功能。其中上位 机模块包含以下两个接口模块：Mdio接口模块，主要用于针对交换芯片的寄存器控制， 实现交换端口模式转换，二层交换协议，地址学习表的配置等；MII接口模块，接收以 交换模块的组播协议包。

具体的，Mdio接口模块使用系统mdio线驱动，实现关于5396的mdio设备驱动。 Mdio接口主要由交换芯片当中MII register 16-27这部分寄存器来实现。

对于MII接口模块，交换芯片5396的MII接口会在工作期间上传网络上的管理协 议包。针对组播应用场景，提供协议包上传、下发通道。为了能够获得IP包，必须修 改VxWork的网络驱动。将通用网络驱动过程当中的获得连接状态的部分，默认是从PHY 芯片获取，改造为固定的up状态。下发数据包时，由于5396MII端口的特殊设计，必 须在IP包当中打上相应的tag标记，否则5396芯片不会转发该协议包。

对于动态组播软件应用模块，动态组播协议应用主要是通过VxWorks的网络系统MUX层API来处理IGMP协议包。上位机获得加入组播组的成员，并通过MDIO接口模块， 操作交换芯片，完成网络上的交换的动态组播功能。同时定时通过MII模块广播查询 IGMP包，更新组播组成员，维护网络状态。系统可以兼容IGMP1.0,IGMP2.0,IGMP3.0 版本。动态组播协议会将IGMP报文上传至CPU，经Vxworks网络系统MUX层处理后，下 发至交换芯片，并进行相应的配置操作，完成组播动作。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及 其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提 供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制 器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装 置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、 模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、 单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改， 这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的 特征可以任意相互组合。