交换机的交换结构和方法的发展上存在过三个阶段,计算机内存交换、共享总线式交换、crossbar交换结构,随着交换业务量的不断增长,共享总线式交换的交换容量不足成为了瓶颈,必须使用crossbar交换结构来满足日益增加的业务对交换容量的要求。本文结合实验室承担的项目“基于crossbar交换结构的专用交换机设计与实现”,首先,给出了crossbar交换的基本结构,对输入排队结构、输出排队结构、带节点缓存的输入排队结构进行了对比,还讨论了项目中实现crossbar交换结构的一些细节问题;其次,给出了在给定了交换网络结构的前提下所使用的输出调度算法以及其实现。第三,给出了crossbar交换结构中查找表的设计与实现,提出了基于多块RAM的hash流水查找算法,在给定冲突概率和保证查找速度的前提下,减少了RAM资源的使用,还提出了解决多个查找表并存,查找表自学习与查找过程冲突的解决方法问题;最后,用Modelsim仿真软件验证了该交换结构设计的正确性,并通过板级测试验证了该交换单元实现的正确性。