完整word版,9网口+8口POE交换机概要设计

日期：日期：2014-11-03 日期：2013-11-03文件编号xxxxxxxxxx科技有限公司文件密级绝密版本号IV1.0.0I生效日期起草：XXXX概要设计说明书审核：xxxxxxxxxx文件编号xxxxxxxxxx科技有限公司文件密级绝密版本号IV1.0.0I生效日期文档历史发放及记录序号变更（+/-）说明作者版本号日期批准1创建黄自贺V1.02014-11-3目录文档历史发放及记录引言1.1文档目的1.2适用范围1.3参考资料1.1文档目的1.2适用范围1.3参考资料项目需求2.1主要硬件规格2.2主要计划达到的性能指标2.2主要计划达到的性能指标项目总体方案3.1总体方案3.2硬件部分设计方案3.1总体方案3.2硬件部分设计方案3.2.1Switch模块3.2.2PHY模块3.2.3PSE模块3.2.4时钟模块3.2.5电源模块3.2.6电源适配器103.2.7LED灯定义10四、接口设计114.2电源板与主板接口11五、可靠性、安全性、电磁兼容性设计125.1可靠性设计125.2安全性设计125.3电磁兼容性设计12六、工艺结构设计14七、可测试性设计15、引言1.1文档目的本文档主要说明了（项目型号）交换机硬件的总体设计，各硬件模块划分,接口设计，可靠性、安全性、电磁兼容性设计，工艺结构设计，系统调试等。1.2适用范围本文档主要适用的阅读人员有：研发经理，项目经理，软硬件开发人员，QA测试人员，产品部人员，市场竞标人员等。本文档适用于研发，测试,产品,市场等领域。1.3参考资料1、RTL8309Mdatasheet2、RTL8201Fdatasheet3、MAX5980datasheet、项目需求2.1主要硬件规格固定端口8个10/100M自适应以太网电口并带POE供电功能1个百兆以太网电接口(与光口复用)1个百兆以太网光接口(与电口复用)交换容量>1.8Gbps转发速率全线速过滤转发1.3Mpps操作温度0~50°C存储温度-20~70°C湿度10%j^90%无凝结电源交流：110-240V~50-60HZ物理尺寸(LXWH)未确定。重量＜未确定功耗<150W节能环保符合国际“eee环保节能标准2.2主要计划达到的性能指标2.2.1、满足RFC2544基准测试要求，包括下列指标:?吞吐量(Throughput)时延(Latency)丢包率(PacketLoss)背靠背(Back-to-back)满足RFC2889基准测试要求，包括下列指标:222、?转发能力(Forwardingtest)? 转发压力(Forwardingpressuretest)?地址深度(AddressCaching)?地址学习(AddressLearning)?广播转发能力(Broadcastforwarding )?广播延迟(BroadcastLatency)?拥塞控制(CongestionControl)? 错误帧处理能力(ErrorFilting)2.2.3、支持802.3标准10/100/1000BASE-T和1000BASE-X千兆以太网2.2.3、2.2.4、光接口支持IEEE802.3af2003(“AF和)EEE802.3atHighPower(“AT两种供电2.2.4、文件编号xxxxxxxxxx科技有限公司文件密级绝密版本号IV1.0.0I生效日期三、项目总体方案3.1总体方案TOMAC&PHY&PSEPOWER48VMP4560+3.3V/2ARMIIPSE莫块RTL8309MrMDIOr

MDCRTL8201FIpse_port]■1X1RJ45图1项目总体功能模块C图3.2硬件部分设计方案硬件部分主要包括Switch模块及PHY模块、线路接口、外围电路模块、电源模块、灯板、适配器等。321Switch模块I.Switch模块采用Realtek的RTL8309M它是两层9ports10/100M以太网交换芯片，包括9个10/100MMACs还集成了8个10/100MPHY。支持MII/RMII接口。RTL8201F主要特征:1、支持8-port10/100MEthernetPHY;2、支持第9个10/100MMAC提供MII/RMII接口;3、符合国际“EEE环保节能标准3.2.2PHY模块本项目设计中采用Realtek的低功耗的RTL8201F芯片，是一个单口10/100MPHY该IC包含了PCSPMA、PMD子层，它们完成数据的编解码、始终/数据恢复、数字只适应均衡、回声抑制等。它通过 MII/RMII接口与MAC层IC连接。RTL821仆S主要特征:1、支持1、2、支持2、支持UTP/Fiber自动中断识别3、支持Mil、3、支持Mil、RMII接口4、符合国际“eee环保节能标准3.2.3PSE模块本项目设计中使用MAXIM的MAX5980作为以太网POE供电芯片，支持IEEE802.3af-003(“A和EEE802.3atHighPower( “A两种供电标准，包括负载检测，AFand识别，多级执行。实时检测标准的PD设备，有过载，过压,过温，过流，短路等保护功能。PD69104B主要特征:支持IEEE802.3a12003(“A和EEE802.3atHighPower( 两AT供电标准;支持标准的PD检测;低功耗（0.35Q的感应电阻）；3.2.4时钟模块RTL8325DRTL821仆鲂别配置25M晶体。3.2.5电源模块系统采用集总式电源架构，如下图所示,分别使用MP4560产生PSE模块和Ethernet模块的3.3V电源。RTL8309M和RTL8201FI主产生自身所需的+1.0V电文件编号xxxxxxxxxx科技有限公司文件密级绝密版本号IV1.0.0I生效日期TOMAC&PHY&PSEPOWER52VMP4560+3.3V/2A文件编号xxxxxxxxxx科技有限公司文件密级绝密版本号IV1.0.0I生效日期TOMAC&PHY&PSEPOWER52VMP4560+3.3V/2A要求电源输出特性序号额定电压(V)电压变化范围(V)纹波(mVP-P)额定电流(A)1+3.3V3.15-3.45<5%23.2.6电源适配器序号项目规格要求条件及现象1额定输入电压110-240Vac2输入电压范围90Vac-264Vac3额定输入频率50/60HZ4输入频率范围47HZ-63HZ5效率>80%满载@240Vac6输入功率<96W额载@100Vac-240Vac7输出电压48V/2A3.2.7LED灯定义ACTACT四、接口设计本机包括下面外部接口:RJ45接口SFP光纤接口电源线接口4.2电源板与主板接口52V高压输入预留两种接口，一种是 DC-DC电源接口，一种是6PIN普通插座；6PIN普通插座段子定义如下：端子123456定义+52V+52V+52VGNDGNDGND五、可靠性、安全性、电磁兼容性设计5.1可靠性设计设计本机时，在保证整机性能参数满足有关标准的前提下，尽可能简化电路,减少元器件数量，从而减少不稳定因素，提高可靠性。元器件的质量及复杂程度、工艺控制、使用条件（如频率、功耗、电压、温度）等诸多因素均会影响整机的可靠性，因此，设计时充分考虑了上述因素，对电路的不同单元选用不同的元器件，并留有充分的余量，即降额使用。为满足标准要求，设计中考虑以下几点:（1）、降额使用，本机所采用的电源稳压芯片和电解电容充分考虑降额（采用70%的降额），稳压片采用足够的压降和输出电流，电解电容采用足够的耐压值，所有IC的温度，输入电压和工作频率均满足要求，并留有余量。（2）、热设计：高热元件加有有效的散热器或大面积铜皮，在 PCB板设计时，高温器件处尽量设置一些散热孔以利于散热，本机采用 2层板设计，电源层和地层采用大面积铜皮，利于散热，所有稳压芯片附近及大电流的电源线上均多打了过孔，有利于增大线宽和散热。5.2安全性设计本机的安全器件采用已通过国家安全认证的可靠元器件，各种标记清晰明确，符号符合国家标准，散热孔和其它孔的大小符合国家安全标准。在说明书或电路图中，对与安全有关元件应按规定标注安全标记。保证整机外部任何可触及部分不带电。5.3电磁兼容性设计1、元器件布局与排版:元器件的布局主要考虑到小信号电路