一种S3C2410路由器的整体结构及工作原理

　　0 引言

　　据预测，到2015年全球路由器市场的规模将达到159亿美元。其中家用路由器的发展尤为迅猛，目前需求最大的地区为北美和欧洲，不过亚洲地区已经成为家用路由器市场增长最快的地区。所以在未来几年，亚洲的家用路由器需求将非常巨大。

　　传统路由器凭借其低廉的价格在市场上将会继续存在一段时间，但路由器的发展趋势是智能化，网络化，这正是以ARM及MIPS内核为代表的路由器的特点，所以ARM内核路由器将在未来不久的时间内，占据家用路由器市场的一席之地，并且随着ARM内核技术的普及，ARM内核路由器将具有更高的性价比，相比于其他家用路由器将更有竞争力。

　　1 ARM技术

　　ARM公司既不生产芯片也不销售芯片，它只出售芯片技术授权。嵌入式ARM主要技术包括：ARM处理器的体系结构和ARM处理器的指令集，存储系统及异常中断处理。

　　（1）ARM体系结构：增加了T变种，可以使处理器状态切换到Thumb状态，在该状态下指令集是16位的Thumb指令集。

　　（2）ARM处理器的指令集：ARM指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器传输指令、Load/Store指令、协处理器指令和异常中断产生指令6类［1］。

　　（3）ARM存储系统：ARM存储系统的体系结构适应不同的嵌入式应用系统的需求差别很大。最简单的存储系统使用平板式的地址映射机制，就像一些简单的单片机系统中一样，地址空间的分配方式是固定的，系统中各部分都使用物理地址。而一些复杂的系统可能包括一种或者多种下面的技术，从而提供功能更强的存储系统。

　　（4）异常中断：当异常中断发生时，系统执行完当前指令后，将跳转到相应的异常中断处执行。当异常中断程序执行完后，程序返回到发生中断的指令的下一条指令处执行。

　　2 路由器

　　（1）中央处理器：路由器的CPU负责路由器的配置管理和数据包的转发工作，如维护路由器所需的各种表格以及路由运算等。路由器对数据包的处理速度很大程度上取决于CPU的类型和性能。

　　（2）内存：路由器可采用多种内存，ROM（只读型）、Flash（闪存）、DRAM（动态型）等。

　　（3）接口：路由器与各种各样不同的网络所进行的物理连接，都必须通过接口来实现。越是高档的路由器，能连接的网络类型越多，其接口的种类也就越多

　　（4）控制台端口：根据路由器类型的不同，其与控制台进行连接的具体接口方式也不同，常见的有两种：采用DB-25的控制台端口和采用RJ一45的控制台端口。

　　3 S3C2410路由器的设计

　　（一）整体结构图

　　本文所设计的家用S3C2410路由器整体结构框图如图1所示。

　　（二）主要功能实现

　　（1）I/0部分

　　1）端口配置器（GPACON‘GPHCON）在S3C2410中，大部分的引脚是复用的。因此，对于每个引脚要求定义一个功能。端口控制器（GPnCON）定义每个引脚的功能（n=A’H）。如果GPFO‘GPF7和GPG0’GPG7被用作掉电模式下的唤醒信号，那么这些端口配置必须在中断模式下被设置。

　　2）端口数据寄存器（GPADAT‘GPHDAT）如果端口配置为输出端口，数据可以被写到GPnDAT寄存器相应的位。如果端口配置为输入端口，能从GPnDAT寄存器对应得位中读出数据。

　　3）端口上拉寄存器（GPBUP’GPHUP）端口上拉寄存器控制着每个端口组的上拉寄存器的使能或禁止。当对应位为0时，这个引脚的上拉寄存器是允许的；当为1时，上拉寄存器是禁止的。

　　1）数据发送操作这些可以通过线性控制器（uLCONn）来设置。

　　2）数据接收：它们都是通过线性控制器（ULCONn）来设置的。

　　3）波特率发生器：波特率由时钟源（PCLK或UCLK）16分频和UART波特率除数寄存器（UBRdivn）指定的16位除数决定。

　　（3）存储设备部件

　　SDRAM与Flash存储器相比，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存储速度大大高于Flash存储器，且具有读/写属性。因此SDRAM在系统中主要用于程序的运于空间、数据及堆栈。当系统启动时，CPU首先从复位地址OxO片读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码调入SDRAM中运行，以提高系统的运行速度。

　　NAND Flash and NOR Flash:NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。NOR的特点是芯片内执行（XIP，eXecute In Place），这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在l~4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于Flash的管理