

项目所属科学技术领域:电子与通信科学技术 / 半导体与集成电路技术 / 专用集成电路技术。主要技术创新内容有:(1)针对我国以太网交换处理等核心芯片严重依赖国外进口的问题,完成了网络交换电路研制工作。该电路采用了正向设计方法学,首次实现了16端口同时在线数据处理,达到数据线速转发处理能力,解决了多终端数据互联场景下网络构建、高速数据互联等难题,提升了高端装备数据交换系统的自主可控程度和国产化水平,填补了国内空白。(2)网络交换电路内部创新性地采用了数据接收和处理实时同步技术,在完成数据接收后达到转发就绪状态,较国际主流商用交换芯片的交换效率提升10%以上,同时电路内部实现了共享总线交换架构下描述符队列管理及调度算法,满足多端口数据同时收发处理能力。(3)网络交换电路内部创新性地采用了专用哈希算法进行网络交换地址表的索引,为了避免由于48位二层网络地址运算出的哈希值冲突而丢弃端口地址,在交换地址表的设计中引入了地址桶方法,在自学习二层网络地址时,会将相同哈希值的地址写入同一地址桶,从而提高了地址的学习效率和准确率,提高了网络转发性能。该算法将冲突引起的地址丢失率降低85%以上。(4)网络交换电路内部创新性地实现了共享总线交换架构下描述符队列的集中管理,采用专用加权优先级队列调度算法,提升内部数据处理速度,满足多端口数据的同时收发处理。(5)网络交换电路支持多种灵活配置模式,同时支持板级上电配置电路,避免了用户对手册中对系统行为的模糊性和主观性,保证了模块开发设计人员对功能理解的一致性,减少开发设计人员对理论知识背景的要求,更多地为用户提供应用便利。(6)采用了架构、动态频率、门控时钟、多种省电模式、多阈值晶体管组合多层次的低功耗设计方法,芯片最高功耗约2.8W,可适用于散热条件苛刻的环境,简化了高端装备的热设计难度,提高了高端装备的环境适应性。自“JEM5396型低功耗网络交换电路”项目开展以来,共发表了6篇论文,申请并授权了4项发明专利、1项布图设计,形成2项软件著作权。在产品推出后,得到了国内多家用户单位的应用,应用环境包括海、陆、空等多种应用场景,基于JEM5396芯片的产品样机应用于车辆、雷达、船舶、机载设备等系统设备中。在试用后进行批量采购装备的单位包括海格通信股份有限公司、中国电子科技集团公司第二十研究所、中元通信股份有限公司、实时技术股份有限公司和国防科大等20余家单位并完成了整机设备的定型并装备应用。近三年形成新增产值1700多万,带动用户应用单位新增产值3000万以上。该产品成果为国内数据交换平台提供了平台支撑,大幅度提升装备的产品成熟度和自主可控程度。
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