路由器内部结构详细分析Word格式文档下载.docx
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2、电源电路
EA-2204路由器采用外置电源适配器连接市电供电。
该电源适配器内部采用开关电源,具有AC电压适应范围宽、重量轻、输出电压稳定、效率高等特点。
它适用于世界各地区,可以在市电电压95V到240V范围正常工作,提供5V直流稳定输出。
5V直流经路由器背板电源插座输入,经过电感滤波,分两路给整个电路供电。
一路直接供给工作电压为5V的电路,另一路通过集成电路PJ1084进行电压变换,得到部分电路工作所需要的3.3V电压。
PJ1084是一种低压差的线性电压调整集成电路。
其主要参数如下:
电压输入:
最大12V
输出电流:
最大5A
输出电压:
通过外部电路可调,固定2.5V或3.3V
输入输出电压差:
最大1.3V
稳压精度:
1%
该稳压集成电路有TO-220和TO-263两种封装,TO-220在功耗较大时可加装散热片,TO-263是贴片型封装,因EA2204的电路功耗较小(实测工作电流仅500mA),所以使用的是TO-263封装,直接贴装在PCB上即可。
3、复位电路
CPU复位电路分为2部分,一是在系统上电或电源异常又恢复时使CPU自动复位;
另一部分是在软件运行异常出现系统死机的情况下,用户可通过按后面板上的复位开关来使CPU复位。
复位信号是由一个十分简单的RC电路、按钮开关来产生。
当系统上电或人为按下复位开关,会产生一个低电平脉冲,该脉冲经过数字门电路整形后使CPU复位,进行初始化。
HC132是一CMOS逻辑门电路,工作电压2-6V,其输入/输出的逻辑关系如下图表所示:
在路由器电路中,利用门电路的输入高电平有电压最小值、输入低电平有电压最大值的特点和门电路的整形作用,与周边二极管和电容、电阻组成上电脉冲产生电路,产生系统复位脉冲信号。
4、时钟信号
EA-2204电路中,共用了4个晶体振荡器,分别提供各部分IC工作所需的时钟信号。
50M―CPU电路S3C4510B01主时钟25M―交换控制器RTL8305S时钟
20M―以太网控制器RTL8019AS时钟
7.372M―异步串口通信芯片TG16C550CJ时钟
5、CPU
EA-2204路由器的核心是一颗韩国三星电子生产的S3C4510B―16/32位RISC(精简指令集计算机)微控制器。
该微控制器专为以太网通信系统的集线器和路由器而设计,具有低成本和高性能的特点。
S3C4510B中内置了ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI处理器,其内部框图如下:
由图可见,S3C4510B提供了8K字节的Cache(高速缓存)和以太控制器,内置2通道的HDLC(高级数据链路控制),2个UART(通用异步收发)通道,内置32位定时器和18个通用可编程I/O端口。
S3C4510B内部采用32位系统总线,有I2C接口,还集成了中断控制器、DRAM/SDRAM控制器、ROM/SRAM和闪存控制器。
以上功能特点均集成在此单芯片中,作为路由器的核心,可大大减少系统成本。
软件方面,S3C4510B因内置ARM7TDMI核,可以执行32位的ARM指令,也可执行16位的THUMB指令。
S3C4510B采用3.3V电压供电,208脚的QFP封装,操作频率最高达50MHz。
EA-2204中采用50MHz外部频率,因S3C4510B内部有锁相环电路可将外部振荡频率提升5倍作为内部系统时钟,所以内部最高频率实际上已达250MHz!
6、FLASH闪存
S3C4510B使用8/16/32位的外部总线,可支持ROM、SRAM、闪存、DRAM。
EA-2204路由器使用EON公司的闪存EN29-F040-70J存储数据。
该芯片在PCB上使用插座安装,而不是直接焊接到PCB上,是方便生产过程中将程序数据先写入芯片,再将芯片装入插座中。
该芯片需重写数据或出现问题,更换起来也容易。
7、SDRAM
S3C4510B支持EDO内存和普通的SDRAM。
EA-2204中使用了2颗ESMT公司的M12L16161C―――512K字节、16位、2Banks同步SDRAM。
该SDRAM采用3.3V供电,自动自主刷新,刷新周期为32毫秒,接口为LVTTL电平,采用CMOS工艺制程,50TSOP封装。
细心观察可见该2颗SDRAM上有“-6T”字样,表示其最高工作频率可达166MHz。
8、以太网控制器
以太广域网控制电路通过系统总线连接微控制器,通过RJ45和双绞线连接广域网(WAN),该部分电路还提供RS-232串口连接广域网,电路的核心是以太网控制芯片RTL8019AS和异步通信控制芯片TG16C550CJ。
RTL8019AS中集成了16K字节的SRAM和全双工以太网控制电路,兼容EthernetII和IEEE802.3、10BASE-T等协议,支持全双工和即插即用功能。
还有一个重要特点是通过连接EEPROM可在线编程,在工厂生产PCBA组装时,先将空白内容的EEPROM装到PCB上,在出厂前将工厂设置数据写入其中,方便了生产。
EA-2204路由器中使用台湾HOTEK公司的串行EEPROM芯片HT93LC46,其容量为1K,可重复写10万次以上,通过芯片时钟、数据出入/输出共3根线即可控制其读写,用微控制器操作非常方便。
EPM3032ALC44-10是一种电可编程的逻辑电路,内含32单元、600门、34个I/O口。
通过PCB上预留的插头接口,在工厂生产过程中,对该芯片进行编程,使之实现特定的逻辑功能(代替很多通用门电路,节省空间且具有保密作用,如在不同通信状态下驱动LED显示等)。
EA-2204路由器还提供了RS-232接口,以方便在ADSL断线时连接56KModem或ISDNTA上广域网。
RS232串口的通信主要通过异步通信芯片TG16C550CJ和232接口芯片HIN208CB来完成。
TG16C550CJ工作于交替模式(先进先出),将接收的CPU数据进行并行-串行转换后通过232电平转换发送至串口MODEM;
或将从串口接收的数据进行串行-并行转换,发送给CPU进行处理。
其内置一个可编程的波特率发生器,根据外接晶体振荡频率(EA2204中使用的是7.372M)进行分频得到所需的各种串行通信速率。
HIN208CN的作用是RS232接口电平转换。
因TG16C550CJ异步通信芯片工作电压为5V,为了提供RS232接口,必须将信号进行电平转换到12V左右。
HIN208CN内含电压变换电路,通过外接4个0.1微法的电容,可将电压由单5V变换到双10V,满足RS232串口通信的要求。
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