ルーターSoC 101

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導入

ルータは具体的に何をするのでしょうか？そして、どのように行うのでしょうか？最初の質問への答えは比較的シンプルです。ルータはネットワーク上でデータパケットをルーティングします。しかし、複雑なのは「どのように」行うのかという点です。

パケット交換の全体的なメタアーキテクチャはさておき、現代の商用ルーター（中小企業および家庭向けネットワーク市場向け）のコアハードウェアは、エンタープライズ向けまたは特定用途向けソリューションとは一線を画しています。特に、このようなルーターは利便性を重視しています。1台のデバイスで、DSLモデム、ルーター、無線アクセスポイント、メディアサーバー、そしてスマートキッチンシンクへの接続といった機能を提供します。また、プロセッサと接続性は、エンタープライズ向けプラットフォームとは全く異なるプロファイル（ゲームやストリーミングのための高帯域幅利用、スマートフォンや冷蔵庫を含む複数デバイスからの同時接続）向けに設計されています。

この記事では、現代のコンシューマー向けルーターを動かすハードウェアに焦点を当てています。そして、今日のルーターではSoC（システムオンチップ）ソリューションが普遍的であり、ここで取り上げるハードウェアはすべて統合SoCの形で提供されています。これらの多機能システムは、異なる機能を持つ多様な構成で構成されているため、それぞれのアーキテクチャを詳細に分析することは困難ですが、ルーターの設計プロセスを簡素化します。すべてが1枚のボードに統合されているため、検討すべきデバイスの数ははるかに少なくなります。

しかし、完全に統合されたシステムだけが、検討に値する市販のセットアップというわけではありません。SoCの世界でも、コスト、消費電力、OEM要件といった要因によって、複数の高出力無線機やトランシーバーを上位プロセッサ/メモリボードに組み込んだり、xDSLモデムを汎用プロセッサのポートに接続したりするなど、多様なSoCソリューションが存在します。個別のRAMまたはフラッシュメモリモジュールと、独立した無線チップを備えたトランシーバーを組み合わせたソリューションも存在しますが、その数は極めて少ないです。そこで私たちは、最もよく見られる2種類のSoC、すなわちプロセッサ/オールインワンチップとトランシーバーに焦点を当てます。

ソフトウェア/ファームウェアに関する注意事項

市販のルーターでは、オペレーティングシステムとしてLinuxが圧倒的に多く採用されており、多くの場合、カスタマイズされたバージョンが採用されています。また、ユーザーによるデバイス設定のために、軽量のWebサーバーもほぼ確実にインストールされています。

もう 1 つの OS である VxWorks は、エンタープライズ クラスのシステムでのみ使用されていますが、火星探査機 Mars Reconnaissance Orbiter で使用されているというだけでも言及する価値はあります。最終的なシステムがどれだけ扱いにくくなるとしても、私なら VxWorks が稼働する商用ルーターを購入するでしょう。

最後に、オープンな Linux ベースの標準である OpenWrt は、以前は主にプロシューマーの愛好家によって使用されていましたが、より多くの OEM によって採用されつつあります。

詳細: ワイヤレスルーターの基礎
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ジーン・ファブロンは、Tom's Hardware USのアソシエイト寄稿ライターです。彼は様々なコンポーネントに関する参考資料を執筆しています。