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Routeur Haut Débit Sans Fil B
Linksys BEFW11S4 v3
Voici la dissection d'un routeur WiFi (IEEE802.11b) que j'ai acheté et qui possède 4 port Ethernet 10/100, un port DSL pour connecter un model ADSL Ethernet (Sagem Fast 908, Freebox etc...) et un point d'accès sans fil WLAN.
En anglais, il s'appelle "Wireless-B Broadband Router".
On peut trouver des infos sur le site de Linksys.
Sur les publicités, il ressemble à ça:
Je l'ai acheté parce que:
en Mai 2003 je voulais me mettre au Wireless LAN parce que ce n'était pas encore populaire en France et que je voulais être dans les premiers utilisateurs.
La norme IEEE802.11g n'était pas encore finie d'être spécifiée (spécifiée en Juillet 2003).
il me permettait d'utiliser le PC portable partout dans l'apart sans avoir de brancher de cable pour avoir accès au net
il possède 2 connecteurs d'antennes ce qui est sympa si je veux me faire des antennes "maison".
ça m'a appris à configurer un réseau local et à comprendre ce qu'est un routeur (NAT, DHCP, masque réseau...)
La présentation commerciale de ce routeur se trouve ici:
 befw11s4_v4_ds.pdf (181 Ko)
Pour commencer la dissection, il faut d'abord trouver comment ouvrir le boitier. Après plusieurs minutes, je me suis apperçu que je cherchais des vis qui n'existent pas!
Il suffit de tirer (avec force) la façade avant bleue:
Ensuite, le capot se soulève tout seul, il ne reste que des cables coaxiaux reliés aux 2 antennes qui le retiennent:
Après avoir déconnecté les cables d'antennes, il ne reste qu'à enlever l'unique vis de l'appareil qui se trouve juste à côté du connecteur de gauche sur la photo pour enlever le fond du boîtier. On obtient ça lorsqu'il est allumé (cliquez sur la photo pour voir plus de détails):
Encore une photo pour la route (cliquez sur la photo pour voir plus de détails):
Une photo détaillée des composants (cliquez sur la photo pour voir plus de détails):
Un zoom sur le bloc WiFi (cliquez sur la photo pour voir plus de détails):
Voici la description des circuits utilisés dans ce routeur:
(a) - C'est le bloc Wireless LAN du routeur et il s'agit ni plus ni moins qu'un copier/coller du design d'une carte PCMCIA.
J'ai la version 3 du routeur (la version 4 est la version actuelle), je suppose que dans la version 1 et peut être même 2, ce bloc était une carte PCMCIA connectée via un connecteur dont le footprint existe toujours (en dessous de l'autocollant avec l'adresse MAC que j'ai effacée).
La description de ce bloc sera faite plus bas.
(b) - 2x ISSI IC42S16100, ce sont des mémoire SDRAM 1x16 Mbit soit 2Mo donc 4Mo de RAM au total. Elles servent au processeur principal de la carte.
Datasheet: 42S16100.pdf (745Ko)
(c) - MX 29F800BTC, c'est une mémoire flash de 1x8 Mbit soit 1Mo. Elle sert à stocker le programme du processeur principal de la carte.
Datasheet de la version AMD de ce chip: 29f800.pdf (559Ko)
(d) - RTL8019AS, c'est un controlleur Ethernet 10Mbit Full Duplex avec interface ISA intégrant 16Ko de SRAM (d'où le S dans la référence, la version A utilise une RAM extérieure).
C'est un controlleur Ethernet qui gère la connexion DSL. Il est très connu dans le monde des PC puisqu'il a équipé des millions de carte réseaux ISA et est LA référence en Ethernet lorsqu'on parle de systèmes embarqués.
Datasheet: 8019AS.pdf (379Ko)
(e) - Quartz de 20MHz, il sert à générer le signal d'horloge du contrôleur Ethernet.
(f) - AIC 1084-33CE (aures informations sur le chip 482FC): c'est un régulateur low dropout 5A de 3.3V. Il sert à convertir le 5V en 3.3V pour certains IC.
Datasheet: DS-1084P-02.pdf (414Ko)
(g) - Samsung S3C4510B01, c'est un processeur dédié aux réseaux à coeur ARM7 TDMI, c'est lui qui gère l'inteface entre le WiFi, les ports Ethernet et le port DSL, il gère aussi l'interface web de configuration du routeur. Ce coeur tourne sous un Linux embarqué dont les sources se trouvent disponibles sur le site de Linksys puisque c'est de la licence GPL.
Datasheet: um_s3c4510b_rev1.pdf (1.4Mo)
(h) - Kendin KS8995E (Kendin a été racheté par Micrel en 2001), c'est un switch Ethernet 10/100 5 ports qui gère le DSL également, il est quasi autonome.
Product brief de la version XA: ks8995xa_pb.pdf (31Ko)
(i) - 40ST1041E, c'est un quadruple transformateur 10/100 permettant une isolation galvanique avec les autres PC reliés à ce routeur
Datasheet: 40ST1041-40ST1041AX.pdf (749Ko)
(j) - AIC 34063, c'est un convertisseur DC/DC d'après le datasheet (pour moi c'est un régulateur à découpage) qui transforme le 5V d'entrée en 2.6V(?!) mesuré au voltmètre, on retrouve autours des condensateurs électrolytiques assez spéciaux puisque ce sont des honéreuses version à 105°C ce qui veut dire que les concepteurs ont prévu qu'il allait faire chaud dans le boîtier.
Bref, on retrouve aussi la diode schottky 1N5819 du reference design du datasheet ainsi que l'inductance.
Datasheet: DS-34063AP-03.pdf (467Ko)
Datasheet de la diode: 1n5819.pdf (110Ko)
(k) - TCXO de 50MHz qui donne un signal d'horloge au processeur ce qui veut dire que le processeur tourne à 50MHz (le datasheet dit que c'est le maximum).
(m) - Quartz de 25MHz, il sert à générer le signal d'horloge du switch Ethernet.
(n) - bouton poussoir qui permet de faire un reset du routeur ou d'effacer la configuration du routeur lors d'un appui prolongé
(o) - connecteur RJ45 pour connecter le modem DSL
(p) - connecteur RJ45 quintuple pour connecter le PC du réseau en Ethernet. 4 ports sont pour les PC et 1 port est utilisé pour mettre en cascade plusieurs routeurs.
(q) - armée de LED servant à diagnostiquer l'activité DSL, WiFi et Ethernet.
Pour info voici le schéma du convertisseur DC-DC:
Au tour de la "carte PCMCIA" qui est incrustée dans la routeur, c'est le même chipset et design qua le dongle USB ACER précédement disséqué:
Bloc bande de base (en haut):
(a) - Intersil ISL3871AIN33 (autres informations sur le chip: N0249EAEU), c'est un processeur bande de base intégrant la couche MAC. Il est beaucoup plus gros que dans le dongle USB ACER puisque dans ce dernier, c'était une version en boitier BGA et non dans le routeur.
Datasheet: ISL3871.pdf (404Ko)
(b) - HYUNDAÏ HYUF621AL (autres informations sur le chip: 351 0245D 3025P KOR), je n'ai pas réussi à trouver la fonction de cet IC mais je pense qu'il s'agit de SRAM comme dans la dissection du dongle USB ACER.
(c) - SST MPF 39VF010 (autres informations sur le chip: 90-4C-WH 0246025-D), c'est une mémoire flash de ST Microelectronics 1x8 Mbit soit 1Mo. Elle sert à stocker le firmware du processeur bande de base.
Datasheet: S71150.pdf (418Ko)
Bloc RF (en bas) sans le shielding:
(d) - Intersil ISL3684IR (autres informations sur le chip: N0249MANL), c'est un transceiver RF à conversion directe pour faire passer directement le signal de la bande 2.4GHz vers la bande de base. "Directe" signifie qu'il n'y a pas de passage par une fréquence intermédiaire.
Datasheet: ISL3684.pdf (20Ko)
(e) - TCXO de 44Mhz soit un multiple de 11Mbps, surprenant non? Il sert de base de temps au bloc RF et au bloc Bande de Base.
(f) - Intersil ISL3084IR (autres informations sur le chip: N245F5), c'est un VCO (Voltage Control Oscillator) qui permet la conversion directe.
(g) - je pense qu'il s'agit d'un filtre large bande, juste au dessus on trouve un petit IC qui se pourrait être un ampli de puissance
(h) - il doit s'agir d'un switch d'antenne permettant d'utiliser l'une ou l'autre des antennes ou des les utiliser en même temps en mode "diversity" et en aucun cas une antenne pour l'émission et une pour la réception.
(i) - 2 connecteur SMB (?) pour y connecter les 2 antennes externes
(j) - 2 LED CMS vertes, elle n'ont aucune utilité à l'intérieur du routeur, tout porte à croire que Linksys n'a pas pris la peine de les enlever en faisant le copier/coller de la carte PCMCIA servant de référence design.
Elles sont toujours allumées mêmes si on désactive une des 2 antennes.
Et une dernière photo du dessous de la carte où on retrouve quelques composants passifs et de la Glue Logic (cliquez sur la photo pour voir plus de détails):
Liste des circuits logique sous la carte:
74HCT123B: double multivibrateur monostable avec entrée de reset (technologie High Speed CMOS compatible TTL)
74F74D: double bascule D :Flip Flop (technologie TTL Fast)
74F08D: 4 portes NAND à double entrée (technologie TTL Fast)
74HCT125D: 4 buffer Tri State (Technologie High Speed CMOS compatible TTL)
2 x 74F32D: 4 portes OR à double entrée (technologie TTL Fast)
74HC14D: 6 inverseur NOT à trigger de schmitt (Technologie High Speed CMOS)
74HCT04D: 6 inverseurs NOT (Technologie High Speed CMOS compatible TTL)
Conclusion:
Ce qu'il y avait d'assez surprenant dans ce routeur est qu'il n'y a qu'une vis pour tout démonter et que la partie WiFi est un copier/coller dans layout de carte PCMCIA (il y a même encore de quoi souder le connecteur PCMCIA).
On peut remarquer que le layout des pistes est assez propre et ordonné: les pistes du dessus vont dans une direction et dans la direction perpendiculaire au dessous ce qui permet d'avoir avec des vias un layout assez compact lorsque l'on voit le nombre de pin des chips numériques à connecter et tout ça tiens sur seulement 2 couches de pistes.
Le chipset utilisé par la partie IEEE802.11b est un Intersil Prism 3 tout comme le dongle USB ACER de la dissection précédente (la section WLAN d'Intersil a été racheté par Globespan Virata puis Conexant).
Le processeur ARM gère un serveur Web embarqué et tourne sous Linux, sur le site de Linksys on retrouve même les sources de cet OS puisque la licence GPL oblige à rendre publique le code!
Depuis mon achat, Linksys a été racheté par Cisco Systems mais à l'inverse de Intersil avec Connexant, on trouve toujours les produits Linksys sous la marque Linksys.
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