鲁迅先生曾经说过，这个世界上本没有路由器，去TP-LINK工作的人多了，就自然有了路由器。
随着WiFi网络的普及，路由器已经成为了家庭中不可缺少的设备。本文旨在通过对路由器的人道主义解剖，探究其组成和背后的电路分布。首先，淘宝搜索“路由器”，面对市场上琳琅满目的路由器，我果断选择了最便宜的那一个。
嗯，就是49.9块钱的B-LINK的路由器，充满了浓郁的山寨气息（事实上TP-LINK成立于1996年，而B-LINK成立于1997年，应该是同一个时代的产物）。
苏宁易购极其给力，第二天就送货上门了。打开快递盒，连发票都有，可以说十分正规了。放置路由器的底座摸起来手感很好，至今仍被我用来放置导线电路板等。
这是一个4天线的路由器，附带一个充电器和一根网线。后面一个电源插口（POWER），两个局域网（LAN1 LAN2）插口，一个广域网插口(WLAN)，还有一个重置键（RESET）。广域网用于和英特网相连，两个局域网插口可以直接和电脑相连来上网，算是既提供了无线连接的方式也提供了有线连接的方式吧。
接下来就要开始一层一层一层的剥开它的心了。其底座用4个螺丝钉连接着。值得注意的是，图上有一栏是MAC Address，这是设备的物理地址，用十六进制（0~9，A~F）表示。设备的物理地址具有唯一性，任何两台网络设备的物理地址，或是叫MAC Address都是不一样的。
其IP地址是192.168.16.1，这是本地局域网的地址，可能绝大多数的家庭局域网都是192.168开头的吧。事实上，Internet设计者保留了一部分地址供专用网络使用，这些地址永远不会被公共网络（就是英特网，我们可以访问的网站）使用。这种地址，按照规模大小可以分为三类：
第一类（A类）：10.0.0.0-10.255.255.255
子网掩码：255.0.0.0
第二类（B类）：172.16.0.0-172.31.255.255
子网掩码：255.255.0.0
第三类（C类）：192.168.0.0-192.168.255.255
子网掩码：255.255.255.0
子网掩码的含义会放在本系列下一章TCP/IP协议中加以解释。姑且可以认为，子网掩码越小，其所能够包含的设备数量越多吧。那么可以发现，A类可以包含的设备数量多于B类，B类地址包含的设备多于C类。通常家庭的路由器会使用C类作为无线局域网地址，而大学，商业中心，汽车站等人流量较大的地方，会使用A类或者B类地址。
接下来是路由器被拆了底座的样子：
里面其实就是一块绿油油的电路板，其他的都是用来固定的塑料。4根天线分别连在了电路板的四个角上。包装天线的塑料外壳十分坚硬，我不得不使用老虎钳才把外壳给弄碎。出乎我意料的是，天线居然长这样：
长这样：
这是一个典型的耦合馈电方式。虽然电路没有与辐射部分直接相连，但是高频变化的电磁场可以使辐射端产生电磁感应现象产生高频电流，从而间接将能量传递到辐射端去。“高频”大概是指2.4GHz左右的频率（现代的路由器也有支持更高的5.8GHz频率的），这就意味着电场在1秒内会从负变正再从正变负2.4亿次。
另外，辐射部分那些弯弯扭扭的线也不是随便画的，而是通过仿真软件（比如CST, HFSS）不断的计算，优化，在驻波比，阻抗匹配，回波损耗，方向图等等上经过一系列权衡得到的结果。
插上电源也还能用
本文的最后一节就是探究这块电路板上的芯片各自有什么作用，以及简述怎么从芯片开始，搭建一块完整的电路板。
一、芯片组成及其应用
电路板整体的芯片拓扑图如上图所示。绿色的方框表示的是晶振，晶振是一个电路板的“时钟”，它有固定的震荡频率， 可以与其他元件配合产生标准脉冲，广泛用于数字电路中。这块电路板的晶振频率是25MHz，通常我们的笔记本电脑，晶振频率在1GHz到4GHz之间。橘黄色的方框表示的是一个被涂写上“3E”字样的芯片，其具体的型号已经无法靠肉眼分辨了。
可以发现几乎所有的芯片都和一个中央芯片相连，这说明这个电路的主干逻辑是靠这块“MEDIATEK”芯片来控制的。事实上芯片信号像番号一样，不会这么长的。比如这块中央芯片，网上搜索MT7628NN，就可以知道它是什么了。但是为了避免歧义，下列标题还是以上图名称为准。
1.1 MEDIATEK MT7628NN 1739-AJCSL EAP11452
该产品真实型号为MT7628。这个还不是简单的一块芯片，其学名叫做“单芯片解决方案”或者“片上系统”（System of Chip, SoC）。说白了，这个是很多芯片的组合，用来完成不同的任务。以该芯片为例，它整合了2T2R 802.11n WiFi射频（2T2R就是2个发射天线，2个接收天线），还有580MHz MIPS 24KEc中央处理器。厂家称这比市面上其他芯片功耗低了18%。另外的，厂家还说了以下的话：
“MT7628具备路由器及物联网网关2种运作模式，可见该平台拥有高效能和多元化应用；物联网网关模式支援SD-XC、eMMC、PWM、 SPI slave、3个 UART及更多 GPIOs；路由器模式则可使用PCIe界面连接至802.11ac晶片组，成为入门型的2x2 802.11ac 双频路由器，参考设计使用了两层PCB版的精简设计
高效能USB 2.0可连接H.264影像感测处理器成为IP camera应用，或是支援3G/LTE路由器；在智慧路由器方面，MT7628支援多种存储接口，如SD-XC、USB 2.0 与SATA，可做为家庭私有云及NAS应用。MT7628则可支援192Kbps、24bits Wi-Fi 及蓝芽高品质音讯，以及通过PCM推动无线VoIP应用。”
1.2 ESMT M13S256161 6A- ANS1P64F8
真实型号是 M13S256161A-
似乎是用于储存数据的，用作缓存之类。
1.3 D16506 G 1720
真实型号是D16506
似乎是用来驱动LED灯的
1.4 JXD 1734N TF-208DG
真实型号是TF-208DG。
作为天线接收到信号之后的滤波器，滤除信号中的噪声等。
（网上查这些型号的芯片的信息可真困难，购买方式倒是一大堆……）
二、电路板生长过程
电路板的制作周期如下图所示。
为了制作一块电路板，首先需要选择合适的芯片。通常芯片的选择需要有经验的前辈指导，芯片的生产厂家也会给出芯片的推荐用途。
选定芯片后，就需要利用芯片的引脚画出相应的电路图（设计电路结构）。 但是光光有电路结构还是不够的，交叉的导线无法直接画到电路板上去（事实上目前已经有技术可以在电路板上画交叉的导线了，但是这在加工的时候得额外花钱），所以我们还需要设计电路布局。这些工作，现在都可以通过专门的软件来完成。在同学中用的比较广泛的软件有：altium designer， Multisim。由于很多软件的正版授权价格非常贵，学校或者实验室不愿意承受正版软件的经济压力，所以一些软件的“破解版”在网络上十分流行。对于一个做电子的同学而言，熟练掌握一些典型软件的破解方法（包括如何从网上快速找到破解教程），也是一项必备的能力。
等设计完电路布局之后，通常就会把设计完之后的pcd电路图交给专门加工pcb电路的工厂，让它们加工。通常一个做电子的企业，会有专门的部门负责加工pcb电路板。而一般的研发人员，或者是高校内的学生，设计的pcb电路板会交给专门负责加工的厂家。pcb电路板（Printed Circle Board），就是一块绿油油的板子。板子里面有铜的导线，连接芯片和电阻电容，I/O口等设备。值得注意的是，这块绿油油的板子并不是集成电路，集成电路是板子上的芯片。
芯片有专门的引脚用于烧写代码。事实上烧写代码并非一定要在pcb板生产出来之后才可以进行，甚至在选定芯片后，就可以通过专门的烧录器将编写的代码烧写进去。笔者接触电子行业6来年（期间划水6来年），至今不明白为什么要把将二进制的代码存入芯片的过程叫做“烧写”，可能是因为听起来酷酷的吧……将来可能专门写这个专题。
最后厂家加工完成之后的pcb板需要进行调试。调试是整个过程中最为消耗时间的部分。程序的调试可以在软件内进行，但是程序结合硬件的调试，只能对实际制作出来的产品进行测试。大多数情况下，第一次生产的东西，质量，效果都不达标，需要分析原因（产生问题的原因有很多，举一个简单的例子，高频的电磁信号会使导线发生耦合现象，原来两根导线说不定就变成电容了……），重新设计。所以在效果不咋地的时候，整个流程又会回到设计电路上去。
事实上，整个电路设计的工作看起来高端，实际上是一个非常琐碎的工作。我一个做硬件的同学说，电子设计实际上是一个体力活，因为从电路的设计，到导线的排版（目前的软件似乎具备了自动根据电路图变成电路布局图的能力），都需要耗费大量的时间。
三、总结
经过选择芯片，设计电路以及印刷结构，烧写代码， 反复调试，重新制作等一系列过程，最终精心调试下得到的产品，销售的价格并不高昂。
以本人买的路由器为例，本人为此付出了49.9元的价格，但是扣除了中间商，销售平台，物流，厂家利润，税收等因素，该路由器的成本价可能20元都不到。这20元中，包含了5颗芯片，4根天线，以及一块焊有上百个电阻电容的电路板。由此可见，单颗芯片的售价是十分低廉的，成熟的芯片工业是遵循的似乎是薄利多销的模式（这么说不严谨，事实上芯片厂家生产单颗芯片的成本远低于销售价格，从这个角度讲芯片的“利”还是很高的）。
