Amphenol UbiSwitch Baseboard：高性能以太網解決方案

作為電子工程師，我們一直在尋找能夠滿足復雜應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注的產品，它為UbiSwitch提供了一個緊湊、高效的即插即用系統。下面我們就來詳細了解一下這款產品。

文件下載：Amphenol Aerospace UbiSwitch基板.pdf

1. 產品概述

UbiSwitch Baseboard是一個專為UbiSwitch設計的分線系統，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的以太網端口（通過Molex PicoClasp接頭）。需要注意的是，Baseboard本身并不包含以太網交換芯片，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使用。當與UbiSwitch配合使用時，它會自動與連接的設備進行協商，并像非管理型以太網交換機一樣開始接收和轉發數據幀。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用中。

框圖

硬件接口

2. 產品特性與規格

2.1 特性

• 高速端口：具備3個10GBASE - R以太網端口，能夠滿足高速數據傳輸的需求。
• 多協議支持：支持10BASE - T、10GBASE - R、100BASE - TX、1000BASE - T等多種協議，增強了系統的兼容性。
• 自動協商：所有端口都支持自動協商、自動MDV/MDIX和極性校正，每個端口會與連接的設備自動協商以達到最快的可能速度，這大大簡化了系統的連接過程。

2.2 規格

• 電壓輸入：8V到60V DC，寬電壓范圍使得它可以適應不同的電源環境。
• 功率消耗：空閑時為7.2W，相對較低的功耗有助于降低系統的運行成本。
• 重量：60克，輕巧的設計便于安裝和集成。
• 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℃，能夠在惡劣的環境條件下穩定工作。

3. 系統設計與信號路由

3.1 系統設計

UbiSwitch包含主以太網交換IC，該IC提供8個1GBASE - T以太網端口和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

信號通過對應的Samtec Edge Rate接頭進入UbiSwitch Baseboard，然后Baseboard以特定的方式對這些信號進行路由。例如，它會將電源從Samtec Edge Rate接頭傳輸到UbiSwitch，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，其引腳分配詳細說明了各個引腳的功能，如接地引腳、電源輸入引腳以及數據傳輸引腳等。
• SFP + 連接器：支持3個10Gbps的光纖SFP + 模塊，采用1x3的SFP + 籠設計以實現小尺寸。默認情況下，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。
• 以太網端口：有8個以太網連接器，每個連接器有8個引腳，對應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），方便用戶進行連接。同時，文檔中還詳細給出了各種連接器的引腳分配和對應的電纜信息，確保用戶能夠正確地進行連接。

5. LED指示與狀態顯示

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，如電源狀態、SFP + 模塊插入狀態、端口活動狀態等。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。

6. 安裝與配置

6.1 安裝

UbiSwitch Baseboard上有6個安裝孔，默認情況下這些孔是浮空的（不連接到板上的任何電氣網絡），設計用于安裝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，不需要進行配置。關于UbiSwitch的配置信息，請參考UbiSwitch的數據手冊。

7. 總結

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