全面了解ADSL/Cable共享路由器(1)

前言：ADSL/Cable路由器的应用和普及随着宽频上网的普及和价格的下降，越来越多的中小企业和家庭使用ADSL或Cable Modem来上网。在此情况下，为使企业或家中多台电脑组成的小型局域网接入互联网，使用ADSL/Cable路由器是最佳选择。ADSL/Cable路由器可支持多达二百多个用户，可配置为DHCP服务器，且可作为您的局域网上唯一能被外部识别的互联网网关；您还可以通过配置限制内部用户访问互联网，路由器内建的防火墙还可以抵御黑客的入侵。

ADSL/Cable路由器的安装和使用非常简单。以ADSL路由器为例，当您申请了ADSL上网后，ISP会为您安装好ADSL Modem，您只需要将ADSL Modem的以太网接口连接至ADSL路由器的WAN（广域网）接口，再将ADSL路由器的LAN（局域网）接口连接到集线器或交换机或直接接电脑即可。下面是ADSL路由器连接示意图：

既然ADSL/Cable路由器功能强大，使用方便，它的内部构造如何，又是怎样工作的呢？下面以台湾产EA-2204型ADSL/Cable路由器为例，给大家详细介绍，希望大家通过本文，能理解ADSL/Cable路由器的基本知识。
一、EA2204路由器的主要性能特点
EA-2204型ADSL/Cable路由器的主要功能特点如下：
★ 可连接ADSL/Cable Modem或以太主干网
★ 内建4个10/100M交换机端口
只用一个IP地址就能把您的全部电脑连接到国际互联网
★ 可通过内部局域网上任何一部电脑用浏览器（IE）进行配置
★ 建立防火墙防止黑客入侵
★ 可同时作为DHCP服务器和用户端
★ 管理人员可控制特定内部用户访问互联网
二、外观及接口

上图为EA-2204的前面板，通过面板指示灯，您可以了解路由器目前的连线状态，下面的表格所示为各指示灯名称及状态说明：
指示灯 说明
POWER 电源指示
WAN Link 表示广域网接口正确连接
RxD 显示广域网接口正在接收
TxD 显示广域网接口正在发送
Serial Data 闪烁代表ASYNC接口正在发送或接收
DCD ASYNC接口接56K Modem或ISDN TA时，该灯亮
1 Link 表示局域网接口正确连接，该灯闪烁时表示正在接收或发送
2 ACT
3 100 表示10/100Mbps传输模式
4 10
LAN FDX 表示全双工模式
灯号 COL
下图所示为EA-2204的背板：

标识 说明
LAN 10/100 1、2、3、4 连接到10/100BaseT以太网注：1号接口为Uplink
Uplink/Normal 转换开关。如要直接连接电脑，需将控制开关拨至Normal位置，连接集线器或交换机，需将开关拨到Uplink位置。
Reset 复位键。注意：当按下该开关3秒种后，路由器中您设定的资料将被删除。
Serial 连接56K Modem或ISDN TA
WAN 连接ADSL Modem或Cable Modem
5VDC 5V DC/2.0A电源插孔，连接市电电源适配器
三、内部结构及电路分析
要想认识ADSL/Cable路由器，我们先来查看路由器内部结构全貌，再详细了解各块电路的工作原理。

EA-2204的内部构造十分简单，只有一块线路板，外观及主要部件名称如上图所示。下面对其分别详尽解释，以便您能更好地了解。
1、EA-2204电路框图
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
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！