路由器内部结构详细分析

路由器EA-2204电路内部结构及电路分析

从电路框图看，外置的AC/DC电源适配器将市电变换成直流，再经过DC稳压滤波给整个电路提供5V和3.3V DC稳定工作电源。时钟电路为CPU、RAM和各种控制芯片提供7.372M、20M、25M、50M的工作时钟信号。EA-2204核心是一颗ARM7处理器，通过系统总线连接FLASH和SDRAM，路由器上电后，CPU从FLASH中读取程序和配置数据进行初始化，SDRAM为程序运行和数据处理提供临时存储空间。CPU复位电路在系统上电或电源异常又恢复时使CPU自动复位，用户在必要时可通过按后面板上的复位开关来使CPU复位。CPU控制广域以太网控制芯片，通过一个RJ-45接口或RS232接口，连接国际互联网来处理数据。一个4端口交换控制器，通过四个RJ-45连接局域网集线器、交换机或连接电脑，直接进行数据交换或通过CPU控制与广域网连接进行数据处理。

下面对各部分详细介绍。

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，50 TSOP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Ethernet II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56K Modem 或ISDN TA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。