本技術涉及計算機互聯(lián)，尤其是一種嵌入式以太網(wǎng)交換裝置。

背景技術：

1、隨著計算機及其互聯(lián)技術的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)成為了迄今為止普及率最高的短距離二層計算機網(wǎng)絡，而以太網(wǎng)的核心部件就是以太網(wǎng)交換機。

2、通常以太網(wǎng)交換機采用的基本都是國外品牌的交換芯片和cpu，交換芯片主要是以broadcom、marvell等國外廠家為代表，采用開放式結構，主要考慮的是交換性能、可靠性及功耗等非安全性的因素，導致存在很多安全漏洞，使得不法份子可以很容易地植入監(jiān)聽、監(jiān)視裝置竊取國家秘密信息，如計算機技術缺陷、病毒、信息垃圾、黑客和信息勒索等一系列安全威脅。

3、隨著我國信息化的進一步發(fā)展，信息安全問題日益引起重視，國產(chǎn)化交換機解決方案的需求也越來越迫切。同時，如何為國產(chǎn)化以太網(wǎng)交換機設計電源供電方案，提高交換機供電的可靠性以及故障可排查性，滿足國產(chǎn)化交換機的供電需求也是亟需待解決的問題。此外，現(xiàn)有的以太網(wǎng)交換機還存在功能單一、體積大以及安裝方式復雜等問題，適用性較差，無法滿足實際應用需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明人針對上述問題及技術需求，提出了一種嵌入式以太網(wǎng)交換裝置。

2、本實用新型的技術方案如下：

3、一種嵌入式以太網(wǎng)交換裝置，包括：

4、以太網(wǎng)交換模塊，包括微處理單元以及與微處理單元交互的switch單元和phy單元；

5、所述微處理單元與switch單元均包括一個smi接口；

6、所述switch單元的smi接口與微處理單元的smi接口連接；

7、所述phy單元包括一個phy-smi接口以及一個rgmii接口；

8、所述phy單元的phy-smi接口與微處理單元的smi接口連接，所述phy單元的rgmii接口與switch單元連接；

9、供電模塊，包括供電端組，所述供電端組包括與所述switch單元連接的第一供電端以及第二供電端，基于供電時序通過第一供電端以及第二供電端向switch單元提供switch單元所需的工作電壓以及工作電流；

10、檢測模塊，與微處理單元、switch單元以及供電模塊的第一供電端和第二供電端連接，通過第一供電端以及第二供電端檢測供電模塊的供電狀態(tài)。

11、其進一步技術方案為，所述檢測模塊包括電流檢測單元組，所述電流檢測單元組包括多個電流檢測單元；

12、對于任一電流檢測單元，包括檢測電阻rsense、開關s1、開關s2、開關s3、開關s4、電容c1、電容c2、差分放大器u1、運算放大器u2、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、采樣電阻rref1以及采樣電阻rref2，其中，

13、所述檢測電阻rsense的一端通過開關s1與電容c1的一端連接，所述檢測電阻rsense的一端還通過開關s3與電容c2的一端連接；

14、所述檢測電阻rsense的另一端通過開關s2與電容c1的一端連接，所述檢測電阻rsense的另一端還通過開關s4與電容c2的一端連接；

15、所述電容c1的另一端與減法器u1的同相輸入端連接，所述電容c2的另一端與減法器u1的反相輸入端連接；

16、所述減法器u1的第一輸出端通過電阻r2與運算放大器u2的同相輸入端連接，所述減法器u1的第二輸出端通過電阻r1與運算放大器u2的反相輸入端連接；

17、所述運算放大器u2的反相輸入端通過電阻r3與運算放大器u2的輸出端連接，所述運算放大器u2的同相輸入端通過電阻r4與采樣電阻rref1的一端以及采樣電阻rref2的一端連接；

18、所述采樣電阻rref1的另一端與基準電壓源vcc連接，采樣電阻rref2的另一端接地。

19、其進一步技術方案為，所述電壓檢測單元包括第一檢測端sense1、第二檢測端sense2、鎖存器a1、鎖存器a2、或門c1、開關s9以及差分放大子單元，其中，所述鎖存器a1以及鎖存器a2的型號均為rs1g373xc6；

20、對于任一鎖存器，包括第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳以及第五引腳；

21、所述鎖存器a1的第一引腳及第二引腳與第一檢測端sense1連接，所述鎖存器a2的第一引腳及第二引腳與第二檢測端sense2連接；

22、所述鎖存器a1以及鎖存器a2的第五引腳均與差分放大子單元的輸入端連接，且所述鎖存器a1以及鎖存器a2的第二引腳均與差分放大子單元的輸出端連接；

23、所述開關s9包括靜端、動端、第一接觸端以及第二接觸端，其中，開關s9的靜端與或門c1的第一輸入端連接，開關s9的第一接觸端與鎖存器a1的第三引腳連接，開關s9的第二接觸端與鎖存器a2的第三引腳連接；

24、鎖存器a1的第四引腳與或門c1的第三輸出端連接，鎖存器a2的第四引腳與或門c1的第二引腳連接，或門c1的輸出端與微處理單元連接。

25、其進一步技術方案為，所述電壓檢測單元還包括緩沖子單元，所述緩沖子單元包括緩沖器b1、緩沖器b2、緩沖器b3以及緩沖器b4，其中，

26、所述第一檢測端sense1與緩沖器b1的輸入端以及緩沖器b2的輸出端連接，所述緩沖器b1的輸出端與鎖存器a1的第一引腳連接，所述緩沖器b2的輸入端與鎖存器a1的第二引腳連接；

27、所述第二檢測端sense2與緩沖器b3的輸入端以及緩沖器b4的輸出端連接，所述緩沖器b3的輸出端與鎖存器a2的第一引腳連接，所述緩沖器b4的輸入端與鎖存器a2的第二引腳連接。

28、其進一步技術方案為，所述供電模塊包括電壓轉(zhuǎn)換單元以及負載開關單元；

29、所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括電壓轉(zhuǎn)換芯片以及電感l(wèi)1；

30、所述電壓轉(zhuǎn)換芯片的型號為sgm61020p，包括vin引腳、en引腳、sw引腳以及pg引腳，其中，

31、所述vin引腳以及en引腳與電壓源vdd連接；

32、所述sw引腳通過電感l(wèi)1與第二供電端連接，所述第二供電端與switch單元連接；

33、所述pg引腳與負載開關單元連接，所述負載開關單元與第一供電端連接；

34、所述第一供電端與電壓檢測單元的第一檢測端sense1連接，所述第二供電端與電壓檢測單元的第二檢測端sense2連接。

35、其進一步技術方案為，所述電壓轉(zhuǎn)換單元還包括容阻保護子單元，所述容阻保護子單元包括電容c24、電容c122、電容c18、電容c11、電容c12、電容c13、電容c118以及電阻r312，其中，

36、所述電容c24的一端、電容c122的一端以及電容c18的一端相互連接并與vin引腳連接，所述電容c24、電容c122以及電容c18的另一端均接地；

37、所述電阻r312的一端與第二供電端連接，所述電阻r312的另一端接地；

38、所述電容c11、電容c12、電容c13以及電容c118的一端均與第二供電端連接，所述電容c11、電容c12、電容c13以及電容c118的另一端均接地。

39、其進一步技術方案為，所述負載開關單元包括負載開關芯片、電容c206以及電容c207；

40、所述負載開關芯片的型號為sgm2575，包括vin引腳、vout引腳on引腳以及gnd引腳，其中，

41、所述on引腳與電壓轉(zhuǎn)換芯片的pg引腳連接；

42、所述vin引腳接入第一驅(qū)動電壓，所述gnd引腳接地；

43、所述vout引腳與switch單元連接；

44、所述電容c206的一端與vin引腳連接，電容c206的另一端接地；

45、所述電容c207的一端與vout引腳連接，電容c207的另一端接地。

46、其進一步技術方案為，所述微處理單元包括型號為gd32f4系列的mcu芯片，所述型號為gd32f4系列的mcu芯片包括eth_mac引腳以及gmac0引腳；

47、所述eth_mac引腳配置為rmii?mac模式且與switch單元連接，以形成mcu芯片與switch單元之間的rmii數(shù)據(jù)通路；

48、所述gmac0引腳與phy單元的rgmii接口連接。

49、其進一步技術方案為，還包括連接模塊，所述連接模塊包括連接器以及連接面板，所述以太網(wǎng)交換模塊通過連接器與連接面板連接，其中，

50、所述連接面板包括若干個信號變壓器，以及與信號變壓器一一對應的若干個rj45插頭；

51、所述switch單元還包括網(wǎng)絡接口子單元，所述網(wǎng)絡接口子單元包括若干個switch網(wǎng)絡接口；

52、對于任一switch網(wǎng)絡接口，所述switch網(wǎng)絡接口通過連接器與連接面板中的一信號變壓器連接，所述信號變壓器與所對應的rj45插頭連接。

53、其進一步技術方案為，所述連接面板還包括一個電平轉(zhuǎn)換芯片，所述mcu芯片還包括uart引腳；

54、所述mcu芯片的uart引腳與電平轉(zhuǎn)換芯片連接。

55、本實用新型的有益技術效果是：

56、本實用新型提供了一種嵌入式以太網(wǎng)交換裝置，包括以太網(wǎng)交換模塊、供電模塊以及檢測模塊，通過供電模塊依照以太網(wǎng)交換模塊中switch單元的供電時序為switch單元提供所需的工作電壓及工作電流，利用檢測模塊實現(xiàn)了供電模塊供電狀態(tài)的檢測，并在檢測結果異常時通過微處理模塊進行顯示，提高了交換裝置供電穩(wěn)定性的同時便于供電模塊的故障排查與維修。

57、同時，通過以太網(wǎng)交換模塊中的微處理單元、switch單元以及phy單元的交互配合，有效提升了以太網(wǎng)交換裝置的信息安全性。并且，該以太網(wǎng)交換裝置構建了微處理單元與switch單元之間的數(shù)據(jù)通路，基于數(shù)據(jù)通路實現(xiàn)基于協(xié)議棧的交換功能，實現(xiàn)了以太網(wǎng)交換裝置的功能多元化。另外，該以太網(wǎng)交換模塊通過連接模塊完成物理接口的設置，減小了以太網(wǎng)交換裝置的體積，使其便于安裝使用，提高了以太網(wǎng)交換裝置的適用性。