一種S3C2410路由器的整體結構及工作原理
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據預測，到2015年全球路由器市場(chǎng)的規模將達到159億美元。其中家用路由器的發(fā)展尤為迅猛，目前需求最大的地區為北美和歐洲，不過(guò)亞洲地區已經(jīng)成為家用路由器市場(chǎng)增長(cháng)最快的地區。所以在未來(lái)幾年，亞洲的家用路由器需求將非常巨大。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/328242.htm傳統路由器憑借其低廉的價(jià)格在市場(chǎng)上將會(huì )繼續存在一段時(shí)間，但路由器的發(fā)展趨勢是智能化，網(wǎng)絡(luò )化，這正是以ARM及MIPS內核為代表的路由器的特點(diǎn)，所以ARM內核路由器將在未來(lái)不久的時(shí)間內，占據家用路由器市場(chǎng)的一席之地，并且隨著(zhù)ARM內核技術(shù)的普及，ARM內核路由器將具有更高的性?xún)r(jià)比，相比于其他家用路由器將更有競爭力。
1 ARM技術(shù)
ARM公司既不生產(chǎn)芯片也不銷(xiāo)售芯片，它只出售芯片技術(shù)授權。嵌入式ARM主要技術(shù)包括：ARM處理器的體系結構和ARM處理器的指令集，存儲系統及異常中斷處理。
(1)ARM體系結構：增加了T變種，可以使處理器狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，在該狀態(tài)下指令集是16位的Thumb指令集。
(2)ARM處理器的指令集：ARM指令集可以分為跳轉指令、數據處理指令、程序狀態(tài)寄存器傳輸指令、Load/Store指令、協(xié)處理器指令和異常中斷產(chǎn)生指令6類(lèi)[1].
(3)ARM存儲系統：ARM存儲系統的體系結構適應不同的嵌入式應用系統的需求差別很大。最簡(jiǎn)單的存儲系統使用平板式的地址映射機制，就像一些簡(jiǎn)單的單片機系統中一樣，地址空間的分配方式是固定的，系統中各部分都使用物理地址。而一些復雜的系統可能包括一種或者多種下面的技術(shù)，從而提供功能更強的存儲系統。
(4)異常中斷：當異常中斷發(fā)生時(shí)，系統執行完當前指令后，將跳轉到相應的異常中斷處執行。當異常中斷程序執行完后，程序返回到發(fā)生中斷的指令的下一條指令處執行。
2 路由器
(1)中央處理器：路由器的CPU負責路由器的配置管理和數據包的轉發(fā)工作，如維護路由器所需的各種表格以及路由運算等。路由器對數據包的處理速度很大程度上取決于CPU的類(lèi)型和性能。
(2)內存：路由器可采用多種內存，ROM(只讀型)、Flash(閃存)、DRAM(動(dòng)態(tài)型)等。
(3)接口：路由器與各種各樣不同的網(wǎng)絡(luò )所進(jìn)行的物理連接，都必須通過(guò)接口來(lái)實(shí)現。越是高檔的路由器，能連接的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型越多，其接口的種類(lèi)也就越多
(4)控制臺端口：根據路由器類(lèi)型的不同，其與控制臺進(jìn)行連接的具體接口方式也不同，常見(jiàn)的有兩種：采用DB-25的控制臺端口和采用RJ一45的控制臺端口。
3 S3C2410路由器的設計
(一)整體結構圖
本文所設計的家用S3C2410路由器整體結構框圖如圖1所示。
(二)主要功能實(shí)現
(1)I/0部分
1)端口配置器(GPACON'GPHCON)在S3C2410中，大部分的引腳是復用的。因此，對于每個(gè)引腳要求定義一個(gè)功能。端口控制器(GPnCON)定義每個(gè)引腳的功能(n=A'H)。如果GPFO'GPF7和GPG0'GPG7被用作掉電模式下的喚醒信號，那么這些端口配置必須在中斷模式下被設置。
2)端口數據寄存器(GPADAT'GPHDAT)如果端口配置為輸出端口，數據可以被寫(xiě)到GPnDAT寄存器相應的位。如果端口配置為輸入端口，能從GPnDAT寄存器對應得位中讀出數據。
3)端口上拉寄存器(GPBUP'GPHUP)端口上拉寄存器控制著(zhù)每個(gè)端口組的上拉寄存器的使能或禁止。當對應位為0時(shí)，這個(gè)引腳的上拉寄存器是允許的;當為1時(shí)，上拉寄存器是禁止的。
1)數據發(fā)送操作這些可以通過(guò)線(xiàn)性控制器(uLCONn)來(lái)設置。
2)數據接收：它們都是通過(guò)線(xiàn)性控制器(ULCONn)來(lái)設置的。
3)波特率發(fā)生器：波特率由時(shí)鐘源(PCLK或UCLK)16分頻和UART波特率除數寄存器(UBRDIVn)指定的16位除數決定。
(3)存儲設備部件
SDRAM與Flash存儲器相比，SDRAM不具有掉電保持數據的特性，但其存儲速度大大高于Flash存儲器，且具有讀/寫(xiě)屬性。因此SDRAM在系統中主要用于程序的運于空間、數據及堆棧。當系統啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復位地址OxO片讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統的初始化后，程序代碼調入SDRAM中運行，以提高系統的運行速度。
NAND Flash and NOR Flash:NOR和NAND是現在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。NOR的特點(diǎn)是芯片內執行(XIP,eXecute In Place)，這樣應用程序可以直接在Flash閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR的傳輸效率很高，在l~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。
NAND結構能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在于Flash的管理和需要特殊的系統接口。性能比較：
●NOR的讀速度比NAND稍快一些。
●NAND的寫(xiě)入速度比NOR快很多。
●NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
●大多數寫(xiě)入操作需要先進(jìn)行擦除操作。
●NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。
4總結
S3C2410路由器擁有64M SDRAM和高達203MHz的運算頻率，其上可移植主流嵌入式操作系統。廠(chǎng)家可以根據不同用戶(hù)的需求在硬件上添加無(wú)線(xiàn)模塊及軟件上增加相應的功能軟件，無(wú)論從硬件上，還是軟件上，S3C2410路由器與現在市場(chǎng)上主流家用路由器相比都擁有非常強的性能優(yōu)勢。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )設施的不斷改革，網(wǎng)絡(luò )的傳輸速度也會(huì )不斷加快，同時(shí)隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的一體化，網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)，對路由器的操作系統的穩定性及其上的防火墻有更高的要求，所以這些變化導致對路由器的負載能力和信息處理能力要求會(huì )越來(lái)越高，這樣S3C2410路由器的優(yōu)勢會(huì )更加明顯。83C2410路由器的設計符合路由器市場(chǎng)的發(fā)展要求，可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )發(fā)展對路由器在信息處理及安全等方面的諸多要求，具有一定的理論及實(shí)用價(jià)值。
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