跟着佐大学Lede/OpenWrt培训班讲义-01路由器的软硬件构成

Posted 2020-11-06 forgotfun

开场白：   

    大家好，我是佐须之男，感谢大家参加OpenWrt开发入门班。先做下自我介绍，我从08年至今一直从事着路由器开发的相关工作（固件定制、技术咨询、开发培训），担任Anywlan和恩山无线的版主。首先回答下很多人的疑问，为什么搞OpenWrt开发培训？原因很简单：随着智能家居和物联网的的兴起，OpenWrt的热度也随之日益提高，但市面上并没有质量高、系统化的OpenWrt开发教程，所以我就萌生了做OpenWrt开发视频的想法。许多人会觉得我道貌岸然，就如我座右铭所说-"技术需要沉淀，成长需要痛苦，成功需要坚持，敬仰需要奉献"，我深知奉献才是作为作为大神的职责所在，抛开奉献大神和常人无异或许还不如。

    OpenWrt开发入班的主要的目的是：补足大家知识体系上的欠缺、省去大家摸索的时间，进而能更快地参与到OpenWrt的开发中去。在授课过程中，欢迎大家和我交流互动。由于是入门教程，所以会尽量用通俗易懂的语言帮助大家理解OpenWrt。

 

教程部分：(需要准备路由器主图片、Flash、RAM的图片)

   本讲的内容是：路由器的软硬件构成。其实路由器硬件架构和PC架构并无区别，CPU、RAM、ROM这些概念都是相通的。路由器的CPU是SOC，集成度很高，通常集成了交换机芯片、WIFI芯片，有些甚至了集成了Flash和RAM。

    路由器的RAM一般采用的是DDR2或DDR3，出于成本考虑所以相比PC会晚1-2代。比如电脑在采用DDR4时，路由器才刚刚用上DDR3颗粒。早期玩家改内存路由器通常是SDRAM，当年有叠焊这类神乎其神的改机技巧。路由器的ROM通常有SPI Flash、NAND FLash、NOR Flash，ROM的容量一般在8-32M。SPI Flash 和 NAND FLash是按扇区读取的，NOR FLash可以用地址寻址，所以NOR Flash的引脚也多，因为有地址线。早期由于RAM芯片太贵，所以路由器一般采用的是NOR Flash，因为NOR  FLash架构类似于内存，代码可以直接在NOR FLash上执行，这样就可以省很多成本。由于SPI Flash受SPI 总线工作模式(单双工)、工作速度的限制，所以读写速度低、容量小、响应慢。未来的趋势是NAND Flash，容量大、速度快、响应快。

    路由器的软件一般由bootloader和固件组成，类似于PC的Bios和操作系统。首先解释下，为什么需要bootloader，因为CPU上电后内存里没有任何代码。需要靠bootloader将Flash中的代码搬运到内存，这也是loader的概念，搬运工。为了满足大家的求知欲，我来从芯片内部实现的角度讲解下CPU启动的原理。CPU上电后，首先会执行CPU内部固化的微码，复制FLash前xx字节到xx址内存，并执行xx地址的代码。此过程对软件是不可见的，是CPU内部的实现。固件的话，就很好理解了，简单来说就是操作系统，它决定了路由器的功能，同时也是路由器的灵魂所在。比如Tomato、OpenWrt、DD-WRT这类都固件。在后面的教程中，会重点讲固件的构成和实现。