Amphenol UbiSwitch Baseboard：高性能以太网解决方案

作为电子工程师，我们一直在寻找能够满足复杂应用需求的高性能硬件解决方案。Amphenol的UbiSwitch Baseboard就是这样一款值得关注的产品，它为UbiSwitch提供了一个紧凑、高效的即插即用系统。下面我们就来详细了解一下这款产品。

文件下载：Amphenol Aerospace UbiSwitch基板.pdf

1. 产品概述

UbiSwitch Baseboard是一个专为UbiSwitch设计的分线系统，尺寸仅为70mm x 70mm，非常紧凑。它提供了3个10Gbps的SFP+接口和8个1Gbps的以太网端口（通过Molex PicoClasp接头）。需要注意的是，Baseboard本身并不包含以太网交换芯片，它主要提供必要的连接器和布线，以便将UbiSwitch作为一个完整的系统使用。当与UbiSwitch配合使用时，它会自动与连接的设备进行协商，并像非管理型以太网交换机一样开始接收和转发数据帧。而且，它的输入电压范围很宽，从8V到60V，这使得它可以集成到各种不同的应用中。
 

框图

 

硬件接口

2. 产品特性与规格

2.1 特性

• 高速端口：具备3个10GBASE - R以太网端口，能够满足高速数据传输的需求。
• 多协议支持：支持10BASE - T、10GBASE - R、100BASE - TX、1000BASE - T等多种协议，增强了系统的兼容性。
• 自动协商：所有端口都支持自动协商、自动MDV/MDIX和极性校正，每个端口会与连接的设备自动协商以达到最快的可能速度，这大大简化了系统的连接过程。

2.2 规格

• 电压输入：8V到60V DC，宽电压范围使得它可以适应不同的电源环境。
• 功率消耗：空闲时为7.2W，相对较低的功耗有助于降低系统的运行成本。
• 重量：60克，轻巧的设计便于安装和集成。
• 尺寸：69.8mm x 69.8mm x 18mm（带散热片），紧凑的尺寸适合在空间有限的环境中使用。
• 工作温度：-70℃到 +110℃（无散热片），存储温度为 -70℃到 +125℃，能够在恶劣的环境条件下稳定工作。

3. 系统设计与信号路由

3.1 系统设计

UbiSwitch包含主以太网交换IC，该IC提供8个1GBASE - T以太网端口和3个10Gbps的10GBASE - R端口。这些端口以及其他电源和控制线直接连接到UbiSwitch上的Samtec Edge Rate连接器。

3.2 信号路由

信号通过对应的Samtec Edge Rate接头进入UbiSwitch Baseboard，然后Baseboard以特定的方式对这些信号进行路由。例如，它会将电源从Samtec Edge Rate接头传输到UbiSwitch，并且确保信号在所有三个SFP端口上正确传输。

4. 硬件接口与连接

4.1 连接器与引脚分配

• Edge Rate连接器：UbiSwitch Baseboard上的Edge Rate连接器（MPN: ERF8 - 030 - 05.0 - S - D - V - K - T）是可堆叠的接头，其引脚分配详细说明了各个引脚的功能，如接地引脚、电源输入引脚以及数据传输引脚等。
• SFP + 连接器：支持3个10Gbps的光纤SFP + 模块，采用1x3的SFP + 笼设计以实现小尺寸。默认情况下，SFP端口仅与10G能力的SFP模块兼容，并且配置为10GBASE - R接口。不过，通过在UbiSwitch模块上进行小的焊接连接，端口9和10的SFP可以配置为1000BASE - X模式以支持1G SFP。
• 以太网端口：有8个以太网连接器，每个连接器有8个引脚，对应1000BASE - T所需的8个信号。所有8个连接器的引脚映射相同。
• 其他接口：还包括电压输入接口、外部LED接头、SMI接头、串行接头等，每个接口都有其特定的功能和引脚分配。

4.2 电缆与连接

产品包含了一些必要的电缆，如8根Molex PicoClasp到RJ45的4路屏蔽双绞线电缆（300mm）和1根Molex PicoClasp电源电缆（300mm），方便用户进行连接。同时，文档中还详细给出了各种连接器的引脚分配和对应的电缆信息，确保用户能够正确地进行连接。

5. LED指示与状态显示

UbiSwitch Baseboard上共有15个LED，其中10个是双色LED，总共可以提供25个LED信号。这些LED用于指示不同的状态，如电源状态、SFP + 模块插入状态、端口活动状态等。例如，3.3V SFP + 电源指示灯（绿色）表示3.3V SFP + 线路上有电压；端口1 - 8的活动指示灯是双色LED，通过不同颜色的闪烁和常亮来表示不同的连接速度和活动状态。

6. 安装与配置

6.1 安装

UbiSwitch Baseboard上有6个安装孔，默认情况下这些孔是浮空的（不连接到板上的任何电气网络），设计用于安装M3螺丝。其中，安装孔5、6用于将UbiSwitch固定在Baseboard上，安装孔1、2、3、4用于将Baseboard固定到外壳上。如果需要外部访问屏蔽接地，可以通过焊接桥接跳线JP1将安装孔3连接到Baseboard的底盘接地。

6.2 配置

UbiSwitch Baseboard本身是一个无源板，不需要进行配置。关于UbiSwitch的配置信息，请参考UbiSwitch的数据手册。

7. 总结

Amphenol的UbiSwitch Baseboard是一款功能强大、设计紧凑的以太网解决方案，它为UbiSwitch提供了必要的接口和布线，使得系统能够方便地集成到各种应用中。其宽电压输入范围、多协议支持、自动协商功能以及丰富的LED指示等特性，都为工程师在设计和使用过程中提供了便利。作为电子工程师，我们可以根据具体的应用需求，充分利用这款产品的优势，打造出高性能、稳定可靠的以太网系统。你在实际使用中是否遇到过类似的高性能以太网解决方案呢？你对UbiSwitch Baseboard的哪些特性最感兴趣呢？欢迎在评论区分享你的看法。