專利名稱：一種1000Base-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路和交換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別涉及一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電 路和交換機(jī)。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中，除了具有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ǖ劳?，設(shè)備內(nèi)部一般還有控制/ 管理通道，這些不用于主要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ǖ辣唤y(tǒng)稱為帶外通道。為了不影響主要業(yè)務(wù) 的處理，控制/管理通道一般獨(dú)立于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸通道存在。帶外通道為不同功能的電路 板提供了傳輸控制信息、同步數(shù)據(jù)、更新軟件、發(fā)送管理指令等功能的途徑。帶外通道一般使用成熟的接口構(gòu)建。較多的設(shè)計(jì)師通常選擇使用100Base-TX 百兆以太網(wǎng)來構(gòu)建帶外通道。因?yàn)?00Base-TX以太網(wǎng)是一種非常成熟的基于銅纜的信號 傳輸方案；同時(shí)，該方案還具有連接性能可靠、設(shè)計(jì)簡單、高帶寬、低頻帶占用率以及成本非 常低廉的優(yōu)勢，非常適用于作為傳統(tǒng)的復(fù)雜數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的帶外數(shù)據(jù)通道。作為帶外通道時(shí)，100Base-TX的外圍電路設(shè)計(jì)和正常作為交換機(jī)端口使用時(shí)不一 樣。作為交換機(jī)端口時(shí)，100Base-TX的系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示，外圍電路如圖2所示(圖2是 圖1虛線框部分的具體電路形式)；作為帶外通道時(shí)，100Base-TX外圍電路如圖3所示?？?以看出，在兩種不同的應(yīng)用環(huán)境下，需要使用不同的外圍電路方案，才能保證兩端的芯片正
吊通{曰o隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展，100Base-TX所提供的帶寬已經(jīng)不能夠滿足日益增長的 高速、超高速寬帶通信系統(tǒng)帶外通道帶寬的需要了。而作為100Base-TX的下一代以 太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口的lOOOBase-T，幾乎所有芯片廠家都不支持將其作為帶外通道的應(yīng)用方 式。1000Base-T 目前只能按照 IEEE 802. 3 (Institute ofElectrical and Electronics Engineers,電氣電子工程師學(xué)會(huì)。802. 3為IEEE制定的載波多路接入-沖突檢測(CSMA/ CD)方法和物理層細(xì)則，也即以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層規(guī)范)中的方法，如圖4和圖5(圖 5是圖4虛線框部分的具體電路形式)。但作為帶外通道使用時(shí)，圖4和圖5連接方式的標(biāo) 準(zhǔn)電路會(huì)占用大量PCB板空間。在高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，電路板上的器件密度非常高，要添加隔 離變壓器那么大的器件，會(huì)給布板增加很大的難度，而且，也會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本?，F(xiàn)有技術(shù)中在設(shè)計(jì)lOOOBase-T接口的時(shí)，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部使用了一些特殊的電路形 式，導(dǎo)致兩塊lOOOBase-T芯片直接互連的情況下，通信鏈路上無法形成滿足要求的電壓信 號，這樣接收端芯片的模_數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)就會(huì)被認(rèn)為是無效數(shù)據(jù)。因此，兩塊芯片無 法通{曰o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路和交換機(jī)，用于解 決現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部使用了一些特殊的電路形式，導(dǎo)致兩塊lOOOBase-T芯片直接互連的情況下，通信鏈路上無法形成滿足要求的電壓信號，從而導(dǎo)致兩塊lOOOBase-T芯片無 法通信的問題。一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路，該電路應(yīng)用于第一芯片和第 二芯片相互通信時(shí)，第一芯片差分對與第二芯片差分對連接，該電路包括共軛線圈、第一電 阻和第二電阻，其中所述共軛線圈跨接在所述第一芯片和第二芯片差分對的之間，該共軛線圈中兩個(gè) 電感的一組相鄰引腳短接，并連接電源；所述第一電阻和第二電阻與所述共軛線圈并聯(lián)，并且第一電阻跨接在第一芯片的 差分對之間，第二電阻跨接在第二芯片的差分對之間。所述第一電阻和第二電阻的阻值等于差分對阻抗。所述共軛線圈由共用磁芯且繞線方式、線圈匝數(shù)完全一致的兩個(gè)電感構(gòu)成，第一 個(gè)電感的輸出與第二個(gè)電感的輸入相連。所述兩個(gè)電感的電感量一致，并且感量不小于87. 5微亨，線圈過電流能力不小于 100毫安。當(dāng)?shù)谝恍酒虻诙酒l(fā)送信號時(shí)，電壓源輸入的電流在共軛線圈、第一電阻、第 一芯片之間流動(dòng)，第二芯片通過差分對的電壓差確定第一芯片輸出的信號。當(dāng)?shù)诙酒虻谝恍酒l(fā)送信號時(shí)，電壓源輸入的電流在共軛線圈、第二電阻、第 二芯片之間流動(dòng)，第一芯片通過差分對的電壓差確定第二芯片輸出的信號。根據(jù)發(fā)送信號所需求的電流，通過所述第一電阻和第二電阻的電流方向發(fā)送變 化。一種交換機(jī)，包括第一芯片，以及與第一芯片進(jìn)行信號交互的第二芯片，所述交換 機(jī)中還包括上述lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路。應(yīng)用本發(fā)明提供的lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路，通過共軛線圈 與電阻形成的電路使兩塊芯片中發(fā)送信號的芯片發(fā)出的電流信號能夠轉(zhuǎn)化為信號接收芯 片所需的電壓信號。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中100Base-TX作為交換機(jī)端口時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中100Base-TX作為交換機(jī)端口時(shí)，外圍電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中100Base-TX作為帶外通道時(shí)，100Base-TX外圍電路的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中1000Base-T作為交換機(jī)端口時(shí)，1000Base-T的系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意 圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中l(wèi)OOOBase-T作為交換機(jī)端口時(shí)，芯片外圍電路的結(jié)構(gòu)示意6為本發(fā)明實(shí)施例一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路的結(jié)構(gòu) 圖；圖7為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的電路兩lOOOBase-T芯片進(jìn)行通信是的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路，該電路應(yīng) 用于第一芯片和第二芯片相互通信時(shí)，第一芯片差分對與第二芯片差分對連接，該電路包 括共軛線圈、第一電阻和第二電阻，其中所述共軛線圈跨接在所述第一芯片和第二芯片差 分對之間，該共軛線圈中兩個(gè)電感的一組相鄰引腳短接，并連接電源；所述第一電阻和第二 電阻與所述共軛線圈并聯(lián)，并且第一電阻跨接在第一芯片的差分對之間，第二電阻跨接在 第二芯片的差分對之間。下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖6所示，本分發(fā)明實(shí)施例提供一種lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電 路，可以滿足lOOOBase-T接口作為帶外通信應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)電路，應(yīng)用于第一芯片和第二芯片 相互通信時(shí)，其中，第一芯片差分對連接第二芯片的差分對，該電路包括共軛線圈、第一電 阻和第二電阻，該電路的具體結(jié)構(gòu)為第一芯片與第二芯片進(jìn)行信號交互時(shí)，第一芯片和第二芯片的差分對之間跨接一 個(gè)共軛線圈；該共軛線圈中兩個(gè)電感的一組相鄰引腳短接，并連接電源；共軛線圈的兩側(cè)分別并聯(lián)設(shè)定阻值的第一電阻和第二電阻，可以設(shè)置為第一電阻 跨接在第一芯片的差分對之間，第二電阻跨接在第二芯片的差分對之間。第一芯片與第二芯片進(jìn)行通信時(shí)，當(dāng)?shù)谝恍酒虻诙酒l(fā)送信號時(shí)，電壓源輸 入的電流在共軛線圈、第一電阻、第一芯片之間流動(dòng)，第二芯片通過檢測差分對信號線上的 電壓確定第一芯片發(fā)送來的信號。第二芯片向第一芯片發(fā)送信號時(shí)，具體的實(shí)現(xiàn)方式相同。根據(jù)發(fā)送不同信號所需求的不同電流，所述電阻上的電流方向會(huì)發(fā)生變化，具體 的變化形式與芯片發(fā)送信號時(shí)候所需電流的大小相關(guān)，其他組件的電流方向不變。lOOOBase-T的輸出驅(qū)動(dòng)器內(nèi)電路都采用了一種特殊的電流源結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通過 改變輸出線路上的電流需求的方式來輸出不同的電平狀態(tài)。但是，lOOOBase-T的輸入接口 電路能夠識別的卻是電壓信號。也就是說輸出驅(qū)動(dòng)器送出的信號是不能夠直接被輸入接口 電路所識別的。所以，需要使用外電路來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其原理簡單的說就是使電流信號轉(zhuǎn)換 為需要的電壓差，從而將電流信號轉(zhuǎn)換為輸入接口電路可識別的電壓信號。為了滿足電流分配的需要，在不同的電平狀態(tài)下，要為電源到芯片輸出端提供不同的阻抗。如果使用電阻網(wǎng)絡(luò)的方式來實(shí)現(xiàn)，這里需要一個(gè)非常復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)。但是采 用共軛線圈，通過線圈間磁場的相互影響，則可以用簡單的方式替代復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)，而且本發(fā)明中采用的共軛線圈還可作為隔離芯片間電流互相影響的電路。在本發(fā)明實(shí)施例中可 以采用的共軛線圈由共用磁芯且繞線方式、線圈匝數(shù)完全一致的兩個(gè)電感構(gòu)成。這兩個(gè)電 感的電感量要求一致，且感量不小于87.5微亨，線圈過電流能力不小于100毫安。第一個(gè) 電感的輸出與第二個(gè)電感的輸入相連，并連接到2. 5V電源上。將電流信號分開后，還需要將其分別轉(zhuǎn)換為輸入接口電路可以識別的電壓信號。經(jīng)過計(jì)算，并綜合信號完整性方面的考慮。在選用電壓信號轉(zhuǎn)換電阻時(shí)，該電阻等于差分對 阻抗的阻值，在本發(fā)明實(shí)施例中選擇100歐姆的電阻作為電壓信號轉(zhuǎn)換電阻，并將其跨接 在1000Base-T輸出的差分傳輸線上。這樣，輸出驅(qū)動(dòng)器輸出的電流信號在接收端的電阻上 轉(zhuǎn)換為輸入接口電路可以識別的電壓信號。
在本發(fā)明實(shí)施例中還提供一種交換機(jī)，應(yīng)用圖6所示的lOOOBase-T千兆以太網(wǎng)端 口互聯(lián)通信的電路，使該交換機(jī)中的第一芯片和第二芯片能夠相互通信。如圖7所示，為了詳細(xì)的說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明實(shí)施例中由于電路左右 兩側(cè)對稱，下面只對左側(cè)電路進(jìn)行說明(右側(cè)電路和左側(cè)電路的分析完全一致)如果每個(gè)電感的感量為L，則兩個(gè)電感的互感為似=7^^ =丄芯片需要的輸入 電流為Iin+和Iin-，以Iin+比Iin-的輸入電流小這一種情況作為說明，對于這種情況，可 以列出如下網(wǎng)孔方程<formula>formula see original document page 6</formula>公式 2以上方程整理如下<formula>formula see original document page 6</formula>
求解以上方程，得到il和i2的值如下<formula>formula see original document page 6</formula>
電流在電阻上轉(zhuǎn)換得到的電壓差<formula>formula see original document page 6</formula>綜合考慮芯片對電壓差的要求，信號頻譜，各種模式下的電流分配情況以及型號 完整性等因素，可以得到上述對電感和電阻的參考值。上述實(shí)施例中的電壓轉(zhuǎn)換電阻可以是100歐姆阻值的電阻，該電阻將芯片差分對 的電流轉(zhuǎn)化為需要的電壓差。應(yīng)用本發(fā)明提供的電路，將進(jìn)行通信的兩塊芯片中的信號發(fā)送芯片電流形式的信 號共軛線圈和電阻，使電流信號轉(zhuǎn)換為需要的電壓差，從而將電流信號轉(zhuǎn)換為輸入接口電 路可識別的電壓信號。另外，本發(fā)明中采用的共軛線圈還可隔離通信芯片間電流的互相影響。本發(fā)明所述的裝置并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù) 本發(fā)明的技術(shù)方案得出其它的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。顯然，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本 發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包 含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種1000Base-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路，該電路應(yīng)用于第一芯片和第二芯片相互通信時(shí)，第一芯片差分對與第二芯片差分對連接，其特征在于，該電路包括共軛線圈、第一電阻和第二電阻，其中所述共軛線圈跨接在所述第一芯片和第二芯片差分對之間，該共軛線圈中兩個(gè)電感的一組相鄰引腳短接，并連接電源；所述第一電阻和第二電阻與所述共軛線圈并聯(lián)，并且第一電阻跨接在第一芯片的差分對之間，第二電阻跨接在第二芯片的差分對之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一電阻和第二電阻的阻值等于差分 對阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述共軛線圈由共用磁芯且繞線方式、線圈 匝數(shù)完全一致的兩個(gè)電感構(gòu)成，第一個(gè)電感的輸出與第二個(gè)電感的輸入相連。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述兩個(gè)電感的電感量一致，并且感量不小 于87. 5微亨，線圈過電流能力不小于100毫安。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，當(dāng)?shù)谝恍酒虻诙酒l(fā)送信號時(shí)，電壓源 輸入的電流在共軛線圈、第一電阻、第一芯片之間流動(dòng)，第二芯片通過差分對的電壓差確定 第一芯片輸出的信號。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，當(dāng)?shù)诙酒虻谝恍酒l(fā)送信號時(shí)，電壓源 輸入的電流在共軛線圈、第二電阻、第二芯片之間流動(dòng)，第一芯片通過差分對的電壓差確定 第二芯片輸出的信號。
7.如權(quán)利要求5或6任一權(quán)項(xiàng)所述的電路，其特征在于，根據(jù)發(fā)送信號所需求的電流， 通過所述第一電阻和第二電阻的電流方向發(fā)送變化。
8.一種交換機(jī)，包括第一芯片、以及與所述第一芯片進(jìn)行信號交互的第二芯片，其特征 在于，所述交換機(jī)中還包括如權(quán)利要求1 6任一所述的電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種1000Base-T千兆以太網(wǎng)端口互聯(lián)通信的電路和交換機(jī)，該電路應(yīng)用于第一芯片和第二芯片相互通信時(shí)，該電路包括共軛線圈、第一電阻和第二電阻，第一芯片差分對與第二芯片差分對連接，該電路包括共軛線圈、第一電阻和第二電阻，所述共軛線圈跨接在所述第一芯片和第二芯片差分對的之間，該共軛線圈中兩個(gè)電感的一組相鄰引腳短接，并連接電源；所述第一電阻和第二電阻與所述共軛線圈并聯(lián)，并且第一電阻跨接在第一芯片的差分對之間，第二電阻跨接在第二芯片的差分對之間。本發(fā)明提供電路通過共軛線圈與電阻的形成的電路使兩塊芯片中發(fā)送信號的芯片發(fā)出的電流信號能夠轉(zhuǎn)化為信號接收芯片所需的電壓信號。
文檔編號H04L12/04GK101800651SQ20091026547
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者劉韡 申請人:福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司