基于嵌入式Linux的SOHO路由器設(shè)計(jì)

　　(1) 微處理器與存儲(chǔ)系統(tǒng)

　　S3C2410X 是SAMSUNG 公司開發(fā)的一款低價(jià)、低功耗、高性能應(yīng)用于PDA、Internet設(shè)備的微處理器，工作頻率200M，能滿足高速處理要求。系統(tǒng)擴(kuò)展了1 片64MB NANDF1ash 芯片和2 片SDRAM 芯片，NAND F1ash 芯片中存儲(chǔ)Bootloader 引導(dǎo)程序和Linux 內(nèi)核，系統(tǒng)上電復(fù)位后從中執(zhí)行初始化代碼。

　　(2) 以太網(wǎng)控制芯片

　　DM9000 是一款高性價(jià)比以太網(wǎng)控制芯片，具有通用處理接口以太網(wǎng)MAC 控制器，能與10Base-T 的UTP3/4/5 和100Base-T 的UTP5 接口連接，滿足高速接入網(wǎng)要求，也支持通過MII 接口與其它MII 接口的收發(fā)器互聯(lián)。

　　(3) 交換控制芯片

　　RTL8305S 是臺(tái)灣瑞昱公司最新設(shè)計(jì)的5 端口10/100Mbps 高速以太網(wǎng)絡(luò)交換控制芯片，五個(gè)端口分成三個(gè)組(X 組，Y 組，第五端口)，可通過相關(guān)引腳靈活配置；集成了5個(gè)MAC（媒體存取控制器）、5 個(gè)實(shí)體層收發(fā)器、1M SRAM 和1K MAC 地址記憶區(qū)，有效地減少查表時(shí)間和轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)間，適用于高速局域網(wǎng)交換器；每一個(gè)端口均可支持100Mbps的100BASE-TX 高速以太網(wǎng)傳輸或10Mbps 的10BASE-T 的以太網(wǎng)傳輸。

(4) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　S3C2410X 微處理器通過系統(tǒng)總線連接FLASH和SDRAM構(gòu)成存儲(chǔ)系統(tǒng)，系統(tǒng)上電后，微處理器從FLASH 中讀取初始化程序，SDRAM 為程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)提供臨時(shí)存儲(chǔ)空間。以太網(wǎng)控制芯片DM9000，經(jīng)單端口隔離變壓器和RJ45 接口與互聯(lián)網(wǎng)相連。DM9000 通過MII(獨(dú)立媒體接口)與交換控制芯片RTL8305SC 的PORT4 口相連，RTL8305SC 經(jīng)過4 端口隔離變壓器和四個(gè)RJ-45 接口連接局域網(wǎng)集線器，交換機(jī)或電腦，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或通過微處理器控制與廣域網(wǎng)連接。

　　DM9000 與S3C2410X、RJ45 接口電路如圖2 所示，DM9000E 芯片的引腳INT 與S3C2410X 芯片的外部中斷信號(hào)EINT14 相連，S3C2410X 片選信號(hào)nGCS4 和地址線MA2分別連接DM9000 的AEN 引腳和CMD 引腳。SA6 到SA0 對(duì)應(yīng)地址總線，而SA9 與SA8引腳設(shè)置為高電平，SA7 引腳設(shè)置為低電平，用來片選DM9000；3C2410X 的nOE 引腳連接DM9000 的讀引腳IOR#，nWE 引腳連接DM9000 的寫引腳IOW#，并將S3C2410X 數(shù)據(jù)線MD[0..15]與DM9000 的數(shù)據(jù)線SD[0..15]連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。將 RTL8305S 第5 端口設(shè)定為一個(gè)MII 接口與以太網(wǎng)控制芯片DM9000R MII 接口相連,RTL8305S 與四端口隔離變壓器和RJ45 接口與圖2 類似。

　　3 系統(tǒng)軟件構(gòu)建

　　軟件構(gòu)建主要包括 Linux 操作系統(tǒng)移植和NAT 技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　3.1 Linux 操作系統(tǒng)移植

　　(1) Bootloader 移植

　　Bootloader 是與系統(tǒng)硬件高度相關(guān)的初始化代碼，擔(dān)負(fù)著初始化硬件和引導(dǎo)操作系統(tǒng)的雙重責(zé)任。本文使用在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中應(yīng)用最廣的引導(dǎo)代碼U―BOOT。移植具體步驟：1 針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)對(duì)各配置文件做相應(yīng)的修改。2 建立相應(yīng)地配置文件。3 修改U―BOOT的makefile 文件，在其中加入對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的編譯支持，并運(yùn)行以下命令$make clean、$makesmdk2410-config、$make all 生成目標(biāo)文件。最后通過JTAG 接口將u-boot.bin 文件燒寫到Flash 的零地址，復(fù)位后就可以引導(dǎo)系統(tǒng)。

　　(2) Linux 內(nèi)核構(gòu)建、移植與根文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　1 修改makefile 文件。2 使用make manuconfig 命令來配置內(nèi)核。3 使用make dep、makezImage 命令對(duì)內(nèi)核進(jìn)行編譯，得到內(nèi)核壓縮鏡像文件zImage 件。4 Bootloader 引導(dǎo)程序通過以太網(wǎng)接口把Linux 內(nèi)核移到目標(biāo)系統(tǒng)的Flash 上。5 構(gòu)建根文件系統(tǒng)。