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通常情况下,一般的家用路由器,一般只有5个接口,1个WAN口,4个LAN口,这是太常见不过了,但是如果LAN口的数量不够咋办,一般都想到用交换机。最近某项目,需要用到无线路由器模组(LAN口不带网络隔离变压器),同时需要用100M交换机芯片来扩展LAN口。那么,此时应该如何去把模组与交换机芯片相连呢?
我在电路设计的过程中,路由器与交换机芯片的两对差分总线Tx+,Tx-,Rx+,Rx-直接通过零欧姆的电阻相连,但是当电路板打回来时,系统在上电的过程中,出现重启现象,还是原来那句话,要查先查电源系统。系统有5V电源和3.3V电源,交换机3.3V电源是通过5V用LDO转的,最大的电流仅只有十几个毫安。果然,在出现故障的时候,出现了严重的电压跌落。3.3V的系统跌落快到1.2V,5V的系统跌落快到了2V,且电源在陡降的过程中,时间仅仅持续1ms左右。后续经过对5V系统专项排查,发现并不是5V故障(那颗DC_DC因为我使用多年),然后判定主要原因是因为3.3V电源引起。后来,换了一个比较好的LDO,且Step Response指标还是不错的,故障依旧,这时,心里瞬间起火了。到底是什么原因发生了瞬间如此大的电流,把电源全都拉下去了?
经过反复上电重启设备,基本发现了故障的规律,就是在每次重启时,交换机与路由器模组相连接的瞬间(交换机LED会闪),这时候电源会陡降。这时,心里第一反应是,交换机芯片是自适应TX与RX,也就是在直连与交叉自适应的过程中,出现了IO口电平对冲现象(两边端口均是输出,且电平相反),改电路,把两端连接的零欧姆的电阻换成了33欧姆,此时,重新多次上电,均不会出现电压陡跌现象。为了更加稳妥,我最终选用了0.1u的电容相连接,电路均能稳定工作,且网络指标不受影响。
其实,最安全的做法是在路由器模组与交换机芯片间连接时,采用网络隔离变压器做连接,一来不用担心电平不匹配,与电平对冲,二来是交换机芯片与路由器模组做了隔离,两个网络端相互不受影响。
这个事情其实给我很大的启发,从事硬件行业这么久,有些事情真的不能只看表象,用之前曾总的话说,“也许你看到的是果而不是因,要仔细分析问题。”设计电路,分析电路,一定要严谨。