Teardown Tuesday: Mini-Netzwerk-Router

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Anonim

Teardown Tuesday: Mini-Netzwerk-Router


Geräte, die mit dem Internet verbunden sind, verwenden zunehmend drahtlose Verbindungen im Gegensatz zu einer drahtgebundenen Verbindung. Eine solche Verbindung reduziert Unordnung und Kosten, während die Datenübertragungsgeschwindigkeiten kaum beeinträchtigt werden. In diesem Teardown werden wir in einen Mini-Router schauen, der ein drahtloses lokales Netzwerk erstellt.

Schlüsselteile

  • Atheros SoC AR9331-AL3A
  • Elixier N2DS512
  • Winbond 25Q128FVSG

Die Gehäuse

Der Router sitzt in einem kleinen Kunststoffbehälter mit verschiedenen IO-Ports und LED-Anzeigen. Die Seiten des Routers enthalten eine kleine Entlüftung, Ethernet-Anschlüsse, USB-Anschlüsse und Tasten. Die Oberseite des Gehäuses verfügt über drei Anzeigen, die die Stromversorgung, die Benutzerkonfiguration und die Aktivierung des drahtlosen Netzwerks anzeigen.

Der drahtlose Mini- Router

Die Entlüftung an der Seite

Verschiedene IO und eine zweite Entlüftung

Ethernet-Ports auf der anderen Seite

Die Unterseite des Gehäuses enthält alle Produktinformationen einschließlich IP-Adresse, Modellnummer, SSID, Standardkennwort und MAC.

Unterseite zeigt Informationen und mehr Entlüftungsöffnungen

Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen: dem oberen quadratischen Behälter und einem Sockel, der mit keilförmigen Clips gehalten wird. Zum Öffnen des Geräts benötigen Sie nur einen kleinen Schlitzschraubendreher und ein wenig Hebel, um den Sockel vom Gerät zu lösen.

Die Leiterplatte im Inneren der Einheit wird nicht mit Schrauben oder Fittings gehalten, sondern sitzt stattdessen in Kunststoffteilen, die in Löcher auf der Leiterplatte passen.

Die Aussicht, sobald die Basis kommt

Die Leiterplatte wurde entfernt

Die Leiterplatte: Unterseite

Die Unterseite der Leiterplatte zeigt einige interessante PCB-Produktionstechniken sowie eine Mischung aus Oberflächenmontage- und Durchgangslochteilen.

Die Ethernet-Anschlüsse zeigen Widerstände und Kondensatoren, die mit IO verbunden sind, die typischerweise zum Glätten der Flanken bei Schaltsignalen verwendet werden. Glättung wird benötigt, da Signale, die scharfe Kanten haben, Oberwellen erzeugen, die benachbarte Elektronik stören können. Eine solche Störung würde die FCC- und CE-Vorschriften brechen, so dass ein Produkt diese Vorschriften erfüllen muss, um für den Verkauf in Frage zu kommen.

Ethernet und passive Komponenten zum Glätten

In der Nähe des USB-A-Anschlusses befindet sich ein 8-Pin-IC, der von verschiedenen passiven Komponenten umgeben ist. Dieser Teil, der als AZ88 (oder möglicherweise AZ8B) identifiziert wurde, hat kein Datenblatt, das online gefunden werden kann. Wenn man bedenkt, dass dieses Gerät über den USB-Anschluss mit Strom versorgt wird, sowie die Verwendung von großen Kondensatoren und einer Induktivität, kann man sagen, dass dies ein DC-DC-Wandler ist, der eine 3, 3 V-Quelle aus dem 5 V-USB erzeugt . Ein weiterer verräterischer Hinweis ist die Größe der Spuren, die mit den verschiedenen Pins verbunden sind.

"AZ88", höchstwahrscheinlich ein DC-DC-Wandler

Direkt darunter befindet sich ein Winbond 25Q128FVSG, ein 3V 128M-Bit (16MB) serieller Flash-Speicher-IC in einem SOIC-Gehäuse. Dies enthält höchstwahrscheinlich Boot-Informationen für den Hauptcontroller sowie Informationen wie SSID, Netzwerkkonfiguration und andere wichtige Parameter.

Das 25Q128FVSG

Direkt unter dem Speicher befindet sich ein Teil der fehlenden Power / Ground-Ebene. Dies wurde gemacht, weil die gegenüberliegende Seite der Platine eine PCB-Antenne aufweist. Die Masseebene, die fantastische EM-Signale absorbiert, würde die Fähigkeit des Geräts, Signale zu senden und zu empfangen, stark beeinträchtigen.

Das fehlende Flugzeug für die Wi-Fi-Antenne

Die Unterseite enthält auch viele Widerstände, die mit Spuren verbunden sind, als wären sie Serienwiderstände in einem Bus irgendeiner Art. Die andere Seite der Platine enthält ein paar große ICs, die offensichtlich mit der Datenverarbeitung zu tun haben, und daher wäre es sinnvoll, wenn diese Widerstände Reihenwiderstände wären. Serienwiderstände auf sich schnell ändernden Signalspuren erfüllen zwei Funktionen:

  • Strom begrenzen und helfen, Schäden an Teilen zu vermeiden
  • helfen, Reflexionen zu verhindern

Während eine Strombegrenzung unwahrscheinlich ist, können Reflexionen ein ernstes Problem in Hochgeschwindigkeitsschaltungen sein. Wenn ein Signal über eine PCB-Kurve gesendet wird, können Impedanzfehlanpassungen zwischen der Quelle und dem Ziel dazu führen, dass elektrische Signale vor und zurück "springen". Dies ist ein Problem, weil es Geräte dazu bringen kann zu glauben, dass ein gültiges Signal in der Leitung vorhanden ist. Serienwiderstände helfen nicht nur, die Impedanzen anzupassen, sondern helfen auch, diesen Reflexionen zu widerstehen.

Serienwiderstände auf einem Bus

Einige weitere Serienwiderstände

Die letzten beiden interessanten Teile auf der Unterseite sind der 25-MHz-Kristall und einige Goldlinien. Diese Goldlinien sind mit der Aue verbunden und ihre Funktion ist nicht bekannt. Wenn Sie das klären können, lassen Sie es mich in den Kommentaren unten wissen.

Kristall- und Goldlinie

Die Leiterplatte: Oberseite

Die Oberseite der Leiterplatte enthält Komponenten für die Durchkontaktierung und Oberflächenmontage sowie die Haupt-ICs, die das Produkt herstellen.

Die Hauptplatine

Der erste interessierende IC ist der große Atheros-SoC, der als ein AR9331-AL3A identifiziert wird. Dieser SoC wurde speziell für den Einsatz mit 2, 4-GHz-802.11n-Kommunikation entwickelt und umfasst einen MIPS 24K-Core, fünf Ethernet-Switching-Ports, USB, I2S, UART und GPIO. Dieser Prozessor verwendet das JTAG-Debugging, was bedeutet, dass irgendwo auf dieser Platine ein Debugging-Port oder Header gefunden wird, der es ermöglicht, dass dieses Produkt rückgängig gemacht wird.

Hauptprozessor, der Atheros AR9331-AL3A

Neben dem SoC befindet sich das Elixier N2DS51216DS, ein 512 MB SDRAM Hochgeschwindigkeits-CMOS-Speicher-IC. Dieser IC würde die große Anzahl von Reihenwiderständen erklären, die unter der PCB gefunden werden (diese Widerstände würden in der Mitte der Adress- und Datenleitungen sitzen).

Der Speicher SDRAM IC, Elixier N2DS51216DS

Neben dem SoC befindet sich die Wi-Fi-Antenne auf der Platine und interessanterweise ist an der Antennenspur auch ein Antennenanschluss angeschlossen. Dies wurde während der Entwicklung aus Debugging-Gründen eingefügt, aber warum es jetzt auf der Platine enthalten ist (in Anbetracht des Fehlens einer externen Antenne), ist über mich hinaus.

Neben dem Antennenanschluss (mit J13 gekennzeichnet) befindet sich ein Bezugspunkt für Bestückungsautomaten, verschiedene oberflächenmontierte Teile und ein SMD-Schalter.

Antenne, Ports und Komponenten

Mehr E / A und Komponenten

Interessanterweise enthält das Produkt einen dreipoligen Header, der eindeutig mit einem UART-Port verbunden ist (Rx und Tx geben das weg). Die Funktion davon ist höchstwahrscheinlich, entweder Code in den Haupt-SoC zu laden und / oder Daten in den seriellen Flash hochzuladen.

Da es unwahrscheinlich ist, dass die Firma, die dieses Produkt herstellt, Speicher vorprogrammiert bekommt, werden sie die Geräte selbst programmieren, sobald die Einheit konstruiert ist. Die Stiftleiste ermöglicht es einem Mitarbeiter, eine Kopfzeile anzuschließen und auf dem PC auf "Download" zu klicken, wodurch das Gerät blinkt.

Der Programmkopf

Zusammenfassung

Dieser Netzwerk-Router demonstriert nicht nur, wie SoCs übernehmen, sondern auch wie PCB-Layout und -Design in modernen Produkten immer noch kritisch sind. Nur weil viele Teile in ein einziges Paket integriert werden, bedeutet dies nicht, dass wichtige PCB-Techniken wie die Verwendung von Masseplatten, Stepping-Vias, Vorwiderständen und viel EMV-Kontrolle nicht benötigt werden.

Nächster Teardown: Bluetooth Sony Lautsprecher