極路由HiWiFi拆解評(píng)測(cè)

相信大家對(duì)U盤都比較熟悉吧，不知道拆開看過沒有，其目前普遍的方案基本是一個(gè)USB控制器加上一塊NAND FLASH。而極壹的NAND FLASH旁邊也有一塊USB2.0的控制芯片SK6226，而且AR9331支持USB2.0接口，串聯(lián)起所有信息，不難推斷AR9331通過SK6226控制NAND FLASH來達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的。

SK6226+NAND FLASH=“U盤”

擎泰SK6226是一顆不需要提供外部晶振的USB2.0控制器，內(nèi)部集成了輸出給NAND FLASH 供電的3.3V和1.8V電壓的LDO。

擎泰SK6226系統(tǒng)框圖

相對(duì)于極壹云插件的服務(wù)內(nèi)容還不太多，配了一個(gè)4G NAND FLASH目前看來綽綽有余，況且，旁邊還預(yù)留了令一個(gè)NAND FLASH的位置，這為以后的升級(jí)留下了空間。

WAN口以及LAN口旁邊的3個(gè)芯片就不用多介紹了，以太網(wǎng)變壓器HST-0041SAR，1500V的抗擊穿電壓。

太網(wǎng)變壓器HST-0041SAR

電源系統(tǒng)

差不多看完了整個(gè)板子的系統(tǒng)，基本了解極壹工作原理后，我們?cè)賮砜聪缕渥钇匠５彩亲钪匾囊徊糠?-供電系統(tǒng)。

5Vmicro USB供電系統(tǒng)

極壹也算是開創(chuàng)了大眾路由器的一個(gè)精品路線，將普通的大個(gè)的圓形電源孔適配器改成了micro-USB接口供電，而且適配器也換成了不會(huì)占插座孔的迷你型，這不僅提升了美觀，還能提供多種不同供電方式，比如通過標(biāo)準(zhǔn)的500mA電流輸出的USB接口供電，可以插在電腦主機(jī)上、或者移動(dòng)電源USB HOST接口上。但限于AR9331的功耗在300mA左右，供電系統(tǒng)的額定電流至少要達(dá)到400mA標(biāo)準(zhǔn)。

為了清楚明白的知道極壹的整個(gè)供電系統(tǒng)，我們先把PCB上需要供電的元器件例舉出來。

極壹IC器件工作電壓

考慮到電路中電壓的層級(jí)，我們可以分為兩部分，一部分為5V，另一部分為3.3V以下（包括3.3V）。5V供電電路部分主要包括USB2.0控制器SK6226以及NAND FLASH。這部分電路不是說直接插上5Vmicro-USB接口供電就開始工作，我們需要通過AR9331主控芯片來控制，所以需要找一個(gè)可以支持控制信號(hào)的配電開關(guān)。如果再深入一點(diǎn)，考慮到電路短路情況的可能，造成大電流，這個(gè)配電開關(guān)可以關(guān)閉，或者說可以根據(jù)負(fù)載調(diào)節(jié)到一個(gè)安全的恒流模式，這是非常重要的，板子可能出現(xiàn)突發(fā)的短路或者大電流情況，能很好的保護(hù)整個(gè)電路。因?yàn)閺臉O壹PCB上的器件無法看出采用的是什么型號(hào)的配電開關(guān)，跟據(jù)實(shí)際推斷情況，筆者找了一顆可限流的配電開關(guān)--德州儀器的TPS2051C，作為選型參考。

TPS2051C原理框圖

配電開關(guān)TPS2051C的FLT信號(hào)低有效，開漏輸出，預(yù)防開關(guān)開啟關(guān)閉時(shí)的瞬態(tài)浪涌尖峰脈沖以及器件溫度過高。其主要職能是在電路大電流的情況下通過FLT信號(hào)來調(diào)節(jié)使電路處于一個(gè)安全的恒流模式。

而另一部分的3.3V供電電路，采用的是Ti的降壓轉(zhuǎn)換器TLV62080，支持最高1.2A的負(fù)載。

降壓轉(zhuǎn)換器TLV62080原理圖

在TLV62080的資料中能直接找到官網(wǎng)的推薦原理圖，電壓的輸出值為一個(gè)公式V_out=V_FB*（1+R₁/R₂），其中V_FB=0.45V，不過為了使輸出的電壓精確，確保R₂的選值范圍小于40KΩ。原理圖的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是在PCB LAYOUT的過程中，輸入輸出電容以及電感布局時(shí)盡量靠近TLV62080，減少布線長(zhǎng)度，電源線盡量寬廣，這樣可以減少阻抗及寄生電感。

3.3V的供電問題解決了，DDR1的2.5V電壓及以太網(wǎng)變壓器的3.0V電壓是通過PNP電路將3.3V電壓實(shí)現(xiàn)小幅壓降來解決的。

輸出2.5V及3.0V的PNP電路

極壹PCB板的背面沒什么元器件，最惹人留意的莫過于中間的條狀裸銅和圓孔以及板卡兩邊的兩條金屬邊？有何用意？

極壹PCB反面

前面已經(jīng)提過，AR9311作為一款單芯片無線路由解決方案，將發(fā)熱量非常高的功放也集成了進(jìn)去，眾所周知，路由器屬于不斷電一直連續(xù)工作的電器，而這對(duì)整個(gè)AR9331散熱是個(gè)極為嚴(yán)峻的考驗(yàn)，在一般的設(shè)計(jì)中，底部留孔是必須的，而在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，AR9331 SOC背面預(yù)留越多裸銅越好，對(duì)于功耗以及發(fā)熱量比較大的芯片，這樣做的目的無非就是：

• 一是利于空氣過流時(shí)散熱
• 二是可以貼導(dǎo)熱墊片導(dǎo)熱到外殼

而兩邊的金屬條又涉及到產(chǎn)品品質(zhì)安全的一個(gè)重要問題，電磁兼容性EMC以及抗靜電處理。眾所周知，極壹的陽(yáng)極氧化鋁外殼能很好的屏蔽自身對(duì)其他設(shè)備的干擾，同時(shí)也能很好的屏蔽來自其他設(shè)備的電磁輻射干擾，而且有較好的抗靜電能力。然而，在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，我們需靠考慮的更深入，裸露在外的不僅只有外殼，還包括供電的Micro-USB接口、Ethernet網(wǎng)口、RESET按鍵、SMA純銅接口天線。

細(xì)心的網(wǎng)友會(huì)發(fā)現(xiàn)，除了極壹將兩邊金屬條分別用兩個(gè)大電容和板子自身地單點(diǎn)相連外，其micro-USB供電接口，SMA純銅天線接口，Ethernet網(wǎng)口以及Reset按鍵都用大電容與主地面單點(diǎn)連接起來，這樣做有效的保護(hù)了整個(gè)板子防止來自外界的靜電危害，這也是在設(shè)計(jì)中必須要考慮到的整機(jī)防靜電處理。

剖析完極壹的整個(gè)設(shè)計(jì)方案，其基本工作原理框圖如下：

極壹原理框圖

最后，做個(gè)小結(jié)，不得不說，極壹在硬件方案選擇上難免會(huì)讓人覺得有些失望，但是精雕細(xì)琢的外殼以及細(xì)節(jié)的處理具備了極其專業(yè)精神及做事態(tài)度，而且更重要的是極壹對(duì)傳統(tǒng)路由的改造和顛覆，創(chuàng)新式的云插件服務(wù)內(nèi)容，開創(chuàng)了路由的革新。