这不是什么新鲜东西，无线路由器很早前就开始使用了，不过最近才慢慢理解其原理。现在网络嵌入式设备的功能越来越强大了，各芯片厂商的解决方法支持着这种复杂性。最近公司实习，做一个家庭网关的项目。下面的内容应该不算泄密吧，写得随意一点。
1.一个网络芯片架构
大家应该看得出来，这是一个DSL芯片。其网络部分由一个switch core构成核心，对外有3个交换口（粉红色的）：左侧为以太网MAC，可外接以太网芯片MAC或PHY，称为LAN端；右侧为DSL的TPS子层，按照DSL标准传输ATM/PTM数据，成为WAN端；上面的是一个PDMA片级总线，与片上系统SoC通信。
另外还有几个额外的交换口，服务器空间，主要是提供额外功能的：一个QDMA用于扩展core外Mem；LTR和WTR是两个转换引擎，当LAN或WAN端的数据包需要一些特殊处理时（如VLAN、PPPOE头等），会被分别交换到这两个口进行转换后，再发回Queue中。再另外，LAN、WAN端各有一个classifier，是预分类器，在数据包进入switch core前，先进行一个粗略的划分，决定发往哪个端口。
以上的这些功能都市switch core独立完成的，SoC系统只需对其进行简单的配置、控制即可。所以SoC的新能并不需要太高（CPU大概是130MHz的）。注意，该switch core和一般以太网switch的区别，首先其端口类型就不同，所提供的功能也跟为复杂。
这里给出一个简单的以太网switch芯片的架构，如下图所示，其核心就是一个register集，对它们进行配置（内部EEPROM、或外部MDIO总线），可以实现port-VLAN、二层filter等功能。其结构相对简单，因为其所有端口都是以太网口。
用该芯片接在上述DSL芯片的LAN端，构成网络系统如下图所示：
以太网switch可以自主实现port-VLAN功能，并通过一个trunk口与switch core相连。而switch core有很好的vlan_tag classifier功能。另外WAN端实现了8个硬件通道PVCs，且switch core也能对它进行很好的classifier。综上，就可以实现所谓的port-mapping功能，只要一跟DSL接入线，就可在家庭里实现IPTV、Internet、可视电话等业务的分离。
注意，所有这些功能都是switch core自动完成的，网络数据包不需要进入SoC的协议栈，这和后面讲的一般的路由器是不同的。
2.嵌入式片上系统
2.1与外界的交互方式
这里的SoC系统主要功能有：与外界用户的交互，解析用户指令，配置系统。
解析指令对软件系统来说很简单，配置系统，前面也说了，主要是读写一些register，也很简单。关键就在于与外界用户交互。
很容易想到的一种方式是网络，SoC也连在switch core上，有自己的IP、MAC。当然它和switch core是片上bus相连的，通信时并不需要MAC，这里只是把自己伪装成一个通用的以太网设备，可以被switch core和外界PC识别。
要通信，当然就需要协议栈了，不过，这里的SoC系统不需要处理额外（正常通信）的数据，所以协议栈也选择简单的LWIP，如之前的博文所述。最常用的网络通信方式就http了，另外还有telent等。
呵呵，连接192.168.1.1实际就是去连接其内部的SoC，一般的交换机、路由器都是这样的，而不是什么端口。当我还是一个超级菜鸟时，这个问题困扰了好久，纠结。
另外，嵌入式系统中，还有一个最常用的交互方式是串口UART。UART是一个非常简单的I/O设备，它通过直接读写管脚的电平信号（串行的）来实现输入输出，没有任何额外的中断、控制等机制。虽然简单，不能用以实现复杂、可靠的功能，但用作嵌入式系统的调试方法却非常有效。
UART就像是嵌入式设备的键盘/显示器。它是一种非常简单的硬件资源，在它之上可以构建通用的I/O设备tty，在tty之上，就可以实现各种应用，如shell等。
硬件资源UART、虚拟层设备tty都是系统的资源，在Uc/OS中，一般作为全局量，在其上的应用则通过task来完成。如XSHELL_TASK中，就是通过一个while(1)循环，不停地通过tty_get_line()读取命令行。注意，该函数已经不是裸的硬件操作了，而是加上了一个上层操作，即识别\r\n来作为结束符，也是通过一个while(1)循环来作的。读到电平为空，则忽略，因为UART太简单了，没有中断、缓存机制等（没有详细区考究，只是粗略地浏览了一下代码，好像是这样的吧！）。
最后，外界用户读写电平，当然不同用示波器了。呵呵，PC上装个串口驱动，那么PC的键盘/显示器就为嵌入式板子所用啦。
2.2bootloader
这就像一个心结，你一天不理解它，就一天不能安心地开发嵌入式系统，尽管你可以把软件写得很出色。
传统的PC机上电后，cpu核的指令指针（如cs:ip）会指向系统内某段固化的代码，如BIOS，这些代码被烧录在rom存储器中，断电也不会丢失。它们会调用我们开发的代码（如操作系统软件、或一些简单的前后台程序）。
一个嵌入式怎么启动，其实大意和PC（所有这种代码机器）差不多。当然不同厂商的芯片，也有各自的方式特点，香港服务器租用，以公司的这款芯片来说（注意，这里说的是芯片上集成的SoC子系统），它有好几种方式启动。
首先，其芯片内集成了一个BootRom，它里面的代码（也就是二进制的门电路）是在芯片的一部分，即芯片生产出来就有的。芯片对外有个引脚（boot-mode_pin），把它接低，则芯片上电后的ip指向该BootRom，执行里面的代码。这些代码很简单，一般会实现BOOTP、tffp等功能，从网络上下载OS的内核到内存中来运行。这就是所谓的网络无盘系统的工作方式。
不过现在好像这种方式用的少了，存储器便宜啊。一般都会把boot-mode_pin拉高，这样上电后ip指向外部flash。很容易想到flash和PC上的硬盘类似，是差不多，有点区别。PC上电后先执行BIOS，由BIOS装载硬盘的bootloader扇区。而嵌入式系统一般不这么麻烦，它直接就在flash中运行这些代码。
现在的cpu-core一般都是32位的，即有4G物理寻址空间，而嵌入式的SDRAM并不要那么大，所有可以把外部flash和SDRAM一起编址：
系统上电后，ip指向2G处，则可以直接在flash运行初始的代码，只是速率比较慢，所以开始的代码往往是把后面的一个image下载到SDRAM中去，然后在SDRAM中运行。
走走停停，不要害怕错过什么，
