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ARM7 S3C4510实现ADSL/Cable共享路由器

来源:网络 作者:匿名 时间:2007-01-05 Tag: 点击:


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!

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。



9、交换控制器

EA-2204 路由器提供有4个LAN端口,可连接到10/100BaseT以太网,各端口之间有交换功能。交换控制芯片采用台湾瑞昱公司最新设计的5端口10/100Mbps高速以太网络交换器RTL8305S。该芯片集成了5个MAC(媒体存取控制器)、5个实体层收发器、1M位的SRAM和1K个MAC地址记忆区,适合局域网的交换器、广域网的路由器的应用。

RTL8305S的每一个端口均可支持100Mbps的100BASE-TX高速以太网传输或10Mbps的10BASE-T的以太网传输。在EA-2204路由器电路中,其第5端口设定为一个MII(独立媒体接口)来衔接微控制器S3C4510B中的以太网控制器。RTL8305S提供自动协商电路,自动设定是100Mbps或10Mbps、全双工或半双工工作和是否进行流量控制。

RTL8305S的一个重要特点是提供了连接(LINK)、激活、冲突、全双工、10Mbps或100Mbps的指示灯功能。通过LED显示,使用者很容易判断网络的连接状态。RTL8305S集成度高,耗电小,采用128脚的PQFP封装,如上图所示。

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下图为RTL8305S连接局域网的示意图,图中所示为一个LAN端口,EA-2204共4个LAN端口。左边为RTL8305S,中间为隔离变压器,右边为RJ45插座,通过双绞线连接到局域网。

10、10/100BASE-T 4端口磁性组件和10BASE-T滤波器

如图所示,在4个交换端口与交换控制芯片之间,需要接入10/100BASE-T专用隔离变压器,其型号为LANKom公司的SQ-H44R,该模块中共有4通道(8路,每通道2路,一路接收,一路发送,每通道对应一个RJ-45端口)。

每路的作用有两个:一是将路由器和局域网间的直流连接隔离,绝缘电压可达1500V(有效值);另一个是传输信号,传输比为1:1。此外,每一路内部均接有互感器以消除共模信号,防止干扰造成信号错误。

LF-161C为一通道(2路)10BASE-T滤波器,用于连接ADSL调制解调器至广域网的端口。除将路由器和Cable/ADSL调制解调器间的直流连接和传输信号之外,每一路内部均接有互感器和多级LC滤波电路以消除干扰,防止信号错误。

11、LED显示

EA-2204路由器设有多个LED指示灯,用来指示电路工作状态。如上图所示,其LED采用贴片元件,SMT工艺可大大提高生产效率。同时,为了使整机装配完成后面板上能看到LED发光状态,采用了灵巧的设计,用透明塑料作成类似光纤传导体,将光透到机壳外。
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