Amphenol UbiSwitch Baseboard：高性能以太網(wǎng)解決方案

作為電子工程師，我們一直在尋找能夠滿足復(fù)雜應(yīng)用需求的高性能硬件解決方案。Amphenol的UbiSwitch Baseboard就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，它為UbiSwitch提供了一個緊湊、高效的即插即用系統(tǒng)。下面我們就來詳細(xì)了解一下這款產(chǎn)品。

文件下載：Amphenol Aerospace UbiSwitch基板.pdf

1. 產(chǎn)品概述

UbiSwitch Baseboard是一個專為UbiSwitch設(shè)計的分線系統(tǒng)，尺寸僅為70mm x 70mm，非常緊湊。它提供了3個10Gbps的SFP+接口和8個1Gbps的以太網(wǎng)端口（通過Molex PicoClasp接頭）。需要注意的是，Baseboard本身并不包含以太網(wǎng)交換芯片，它主要提供必要的連接器和布線，以便將UbiSwitch作為一個完整的系統(tǒng)使用。當(dāng)與UbiSwitch配合使用時，它會自動與連接的設(shè)備進(jìn)行協(xié)商，并像非管理型以太網(wǎng)交換機(jī)一樣開始接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。而且，它的輸入電壓范圍很寬，從8V到60V，這使得它可以集成到各種不同的應(yīng)用中。

框圖

硬件接口

2. 產(chǎn)品特性與規(guī)格

2.1 特性

• 高速端口：具備3個10GBASE - R以太網(wǎng)端口，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/li>
• 多協(xié)議支持：支持10BASE - T、10GBASE - R、100BASE - TX、1000BASE - T等多種協(xié)議，增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性。
• 自動協(xié)商：所有端口都支持自動協(xié)商、自動MDV/MDIX和極性校正，每個端口會與連接的設(shè)備自動協(xié)商以達(dá)到最快的可能速度，這大大簡化了系統(tǒng)的連接過程。

2.2 規(guī)格

• 電壓輸入：8V到60V DC，寬電壓范圍使得它可以適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 功率消耗：空閑時為7.2W，相對較低的功耗有助于降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
• 重量：60克，輕巧的設(shè)計便于安裝和集成。
• 尺寸：69.8mm x 69.8mm x 18mm（帶散熱片），緊湊的尺寸適合在空間有限的環(huán)境中使用。
• 工作溫度：-70℃到 +110℃（無散熱片），存儲溫度為 -70℃到 +125℃，能夠在惡劣的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作。

3. 系統(tǒng)設(shè)計與信號路由

3.1 系統(tǒng)設(shè)計

UbiSwitch包含主以太網(wǎng)交換IC，該IC提供8個1GBASE - T以太網(wǎng)端口和3個10Gbps的10GBASE - R端口。這些端口以及其他電源和控制線直接連接到UbiSwitch上的Samtec Edge Rate連接器。

3.2 信號路由

信號通過對應(yīng)的Samtec Edge Rate接頭進(jìn)入UbiSwitch Baseboard，然后Baseboard以特定的方式對這些信號進(jìn)行路由。例如，它會將電源從Samtec Edge Rate接頭傳輸?shù)経biSwitch，并且確保信號在所有三個SFP端口上正確傳輸。

4. 硬件接口與連接

4.1 連接器與引腳分配

• Edge Rate連接器：UbiSwitch Baseboard上的Edge Rate連接器（MPN: ERF8 - 030 - 05.0 - S - D - V - K - T）是可堆疊的接頭，其引腳分配詳細(xì)說明了各個引腳的功能，如接地引腳、電源輸入引腳以及數(shù)據(jù)傳輸引腳等。
• SFP + 連接器：支持3個10Gbps的光纖SFP + 模塊，采用1x3的SFP + 籠設(shè)計以實(shí)現(xiàn)小尺寸。默認(rèn)情況下，SFP端口僅與10G能力的SFP模塊兼容，并且配置為10GBASE - R接口。不過，通過在UbiSwitch模塊上進(jìn)行小的焊接連接，端口9和10的SFP可以配置為1000BASE - X模式以支持1G SFP。
• 以太網(wǎng)端口：有8個以太網(wǎng)連接器，每個連接器有8個引腳，對應(yīng)1000BASE - T所需的8個信號。所有8個連接器的引腳映射相同。
• 其他接口：還包括電壓輸入接口、外部LED接頭、SMI接頭、串行接頭等，每個接口都有其特定的功能和引腳分配。

4.2 電纜與連接

產(chǎn)品包含了一些必要的電纜，如8根Molex PicoClasp到RJ45的4路屏蔽雙絞線電纜（300mm）和1根Molex PicoClasp電源電纜（300mm），方便用戶進(jìn)行連接。同時，文檔中還詳細(xì)給出了各種連接器的引腳分配和對應(yīng)的電纜信息，確保用戶能夠正確地進(jìn)行連接。

5. LED指示與狀態(tài)顯示

UbiSwitch Baseboard上共有15個LED，其中10個是雙色LED，總共可以提供25個LED信號。這些LED用于指示不同的狀態(tài)，如電源狀態(tài)、SFP + 模塊插入狀態(tài)、端口活動狀態(tài)等。例如，3.3V SFP + 電源指示燈（綠色）表示3.3V SFP + 線路上有電壓；端口1 - 8的活動指示燈是雙色LED，通過不同顏色的閃爍和常亮來表示不同的連接速度和活動狀態(tài)。

6. 安裝與配置

6.1 安裝

UbiSwitch Baseboard上有6個安裝孔，默認(rèn)情況下這些孔是浮空的（不連接到板上的任何電氣網(wǎng)絡(luò)），設(shè)計用于安裝M3螺絲。其中，安裝孔5、6用于將UbiSwitch固定在Baseboard上，安裝孔1、2、3、4用于將Baseboard固定到外殼上。如果需要外部訪問屏蔽接地，可以通過焊接橋接跳線JP1將安裝孔3連接到Baseboard的底盤接地。

6.2 配置

UbiSwitch Baseboard本身是一個無源板，不需要進(jìn)行配置。關(guān)于UbiSwitch的配置信息，請參考UbiSwitch的數(shù)據(jù)手冊。

7. 總結(jié)

Amphenol的UbiSwitch Baseboard是一款功能強(qiáng)大、設(shè)計緊湊的以太網(wǎng)解決方案，它為UbiSwitch提供了必要的接口和布線，使得系統(tǒng)能夠方便地集成到各種應(yīng)用中。其寬電壓輸入范圍、多協(xié)議支持、自動協(xié)商功能以及豐富的LED指示等特性，都為工程師在設(shè)計和使用過程中提供了便利。作為電子工程師，我們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，充分利用這款產(chǎn)品的優(yōu)勢，打造出高性能、穩(wěn)定可靠的以太網(wǎng)系統(tǒng)。你在實(shí)際使用中是否遇到過類似的高性能以太網(wǎng)解決方案呢？你對UbiSwitch Baseboard的哪些特性最感興趣呢？歡迎在評論區(qū)分享你的看法。