我曾在EDN上发表过一篇文章，讲了如何设置由3个Google/TP-Link OnHub单元组成的网状Wi-Fi。虽然有无线“回程”这个选项，但网状接入点是通过有线以太网连接到路由器的，使网络客户端可以最大限度地利用Wi-Fi信道。这个网络实际上是从那年的八月底开始使用的，在接下来的两年多时间里，一切都很好。但在去年9月的一个早晨，我醒来后发现家里的无线网络完全没有了。
我怀疑是路由器出了问题，路由器顶部的“红色死亡环”指示灯也证实了我的猜测。我将它恢复成出厂设置，还是不行。幸好我有一个备用路由器可以用，虽然要费些时间重新设置这个路由器才能恢复网络。
随后我准备拆开那个出了故障的路由器（TP-Link的TGR1900）进行检查。
这个路由器是我从eBay上买的，我看了其顶部的标签，发现它是工厂翻新的，所以坏了也情有可原。
图1就是这个TGR1900路由器，尺寸为190.5mm×104mm×117mm，它的背面有2个GbE端口（WAN和LAN）、重置按钮、未用的公共USB端口（只有黑客用……它运行Chrome操作系统！），以及电源输入口（卸下外壳就能看到）。
图1：TGR1900路由器外观。
拆解之前，先了解一些背景知识：
Google与TP-Link和华硕合作开发的OnHub路由器最初于2015年8月推出，后来又增加了网状Wi-Fi功能。TP-Link和华硕两款模型功能相似，但也有区别：
图2显示了TP-Link款路由器的内部结构。
图2：TP-Link款路由器的内部结构。
TP-Link款路由器中2.4GHz和5GHz天线的数量和类型：
轻轻旋转路由器的坚固塑料外壳（内有鳍片，有助于热量上升并从顶部散去），解开闩锁，然后提起，如图3所示。
图3：TGR1900路由器的坚固塑料外壳。
图4显示拆下TGR1900路由器外壳后，内部有大量的通风槽，还有前面提到的端口。
图4：拆下TGR1900路由器外壳后，内部有大量通风槽及几个端口。
图5显示路由器背面有一些额外的通风口。
图5：路由器背面有一些额外的通风口。
接下来我们要探索路由器的内部了。先从底部开始。
拆解时每当我看到一个橡胶垫，就会在它的下面寻找螺钉，这次我又对了，虽然取下螺钉并没有实质性的发现（图6）。注意，第二个隐藏的重置按钮是我前面提到的黑客朋友发现的。
图6：拆解时每当我看到橡胶垫，就会在其下寻找螺钉。
所以，我把注意力转移到路由器的顶部（图7）。
图7：TGR1900路由器顶部。
结果令人鼓舞！注意上面有一个安装孔是半透明的（图8），至于为什么是半透明的，我们一会儿再解释。
图8：有一个安装孔是半透明的。
接下来是顶盖下面的半透明塑料环，在下面露出的PCB边缘上，标着数字“2.4”（图9）。
图9：在顶盖下面露出的PCB边缘上，标着数字“2.4”。
卸下顶盖，LED阵列（中间有一个传感器）清晰可见（图10）。
图10：卸下顶盖，LED阵列清晰可见。
还记得前面提到的“2.4”标记吗？图11是LED-扬声器组件的另一个视图，其中一块PCB板上标有“5”（边缘周围一共有6块PCB板，其中一半标记为“2.4”，一半标记为“5”。稍后你可以看得更清楚。）
图11：LED-扬声器组件的另一个视图，其中一块PCB板上标有“5”。
这款路由器最特别之处在于其扬声器设计。就我所知的其它路由器，与移动设备进行初始配对是通过蓝牙或点对点Wi-Fi连接完成的。而对于这款OnHub，路由器会发出听得见的声音，智能手机的麦克风（与Google WiFi应用配合使用）进行监听，由此完成初始配对。
从传感器的样子来看，它的功能可能很多。如果Google及其TP-Link和华硕合作伙伴在路由器中再增加一个麦克风，就成了一个功能强大的智能音箱（TP-Link设计的外观相当漂亮）。我估计他们并没有这种想法。
离题太远了，我们言归正传。
卸下另外4颗螺钉（与路由器底部的螺钉是一样的）之后，可以不完全抬起LED-扬声器组件，此时它仍与路由器内部组件连在一起（图12）。
图12：卸下另外4颗螺钉后，可以不完全地抬起LED-扬声器组件。
然后我准备撬开侧面接缝，仍然使用刚才成功卸下路由器顶盖的那把平头螺丝刀（图13）。
图13：使用平头螺丝刀撬开路由器的一个侧缝。
“蛋”破开了（图14）！
图14：路由器被打开了。
图15是路由器背面内部的全局视图。
图15：路由器背面内部全局视图。
进一步拆解之前，我们先断开其余的电缆连接，以便查看路由器的所有组件（图16）。从PCB到LED的扁平柔性电缆已被拆下，其连接器在PCB的左上角。
图16：断开路由器的电缆连接，以便查看路由器的所有组件。
剩下的是一条黑白音频线对（与PCB的大法拉第笼下面的连接器连接），和一条单独的黑线（通常与法拉第笼左侧的连接器相连，位于上述柔性电缆连接器的下面），如图17所示。把这两条电线拆下来，就可以完全分离出顶部的各个“三明治”组件，我会从上到下逐个展示它们。
图17：剩下一条黑白音频线对和一条单独的黑线。
首先是“拥塞”感应天线（中间有一个孔，使扬声器的声音能够通过），Google对其功能描述如下：
OnHub在不中断连接的情况下自动切换信道，以保持最佳的Wi-Fi信号强度并避免拥塞，为用户设备提供最快的速度。
TP-Link对其功能描述是这样的：
每五分钟搜索最不拥挤的Wi-Fi信道，并在能够改善性能时及时进行切换。
图18：路由器的“拥塞”感应天线。
接着是一块普通塑料，我猜它的作用是将其上方的RF天线与其下方的电子器件隔离开（图19）。
图19：这块塑料可能是用来隔离其上方的RF天线与其下方的电子器件。
其下是半透明塑料片，可将来自下方的所有光线均匀地导向侧面（图20）。
图20：半透明塑料片可将来自下方的所有光线均匀地导向侧面。
半透明塑料片下面是扬声器，由多种不同颜色的LED电路包围（图21）。
图21：扬声器由多种不同颜色的LED电路包围。
这里有几个值得注意的半导体器件，包括美国国家半导体（现德州仪器TI）的2个LP5523可编程9输出LED驱动器，以及旁边的1个环境光传感器。还记得前面提到顶部有一个安装孔是半透明的吗？环境光通过半透明安装孔照到环境光传感器上，从而动态控制LED强度（也可通过Google WiFi应用手动执行此操作）。
图22显示了完全露出来的天线环。
图22：完全露出来的天线环。
数一数导线，就会发现每一个天线组件（总共6个）实际上都是一个双天线阵列，其中包含3个5GHz组件（图23）。
图23：6个天线组件中包含3个5GHz组件。
6个天线组件中包含3个2.4GHz组件（图24）。
图24：6个天线组件中包含3个2.4GHz组件。
图24中显示的2.4GHz组件位于路由器的最后面，是一个特别的组件，稍后将进行说明。
接下来我们要拆掉外壳的另一半（请记住它与路由器正面相连）。在法拉第笼的上方有一个黑色金属支架，卸下支架，剩余的外壳就脱离了一部分，但仍然有电线连着（图25）。
图25：卸下黑色金属支架，剩余的外壳就脱离了一部分。
图26是还未断开连接的天线特写图。
图26：还未断开连接的天线特写图。
断开其中一个连接，就成功地完成了这部分任务（图27）。
图27：断开其中一个天线连接，成功完成这部分任务。
这就是产品文档中提到的“定向”天线，它延伸到路由器的正面。现在来看一下已经露出来的PCB正面。
图28：巨大的散热器。
这是一个巨大的散热器（图28）！
说到天线，我们再去看看PCB顶部的环，把它拆下来。断开其余的天线连接线，其中一根线伸到了法拉第笼右侧中间（图29）。
图29：有一根天线连接线伸到了法拉第笼右侧中间。
那根长电线连接到路由器背面的2.4GHz天线组件。由于其连接器靠近控制器IC，这个天线组件的一半（即一根天线）似乎是处理ZigBee的，我在后面还会详细介绍。现在我们快速数一下天线的个数。TP-Link的文档中提到有13个高性能Wi-Fi天线，1个蓝牙天线和1个ZigBee天线。
其中6个Wi-Fi天线（或者说3个双天线组件）为5GHz；还有5个Wi-Fi天线包含2个2.4GHz双天线组件（一共3个），以及1个第三方组件（一共2个）；剩下的2个Wi-Fi天线是“集中器”和前面讨论过的定向天线。现在我们知道了ZigBee天线的位置，蓝牙天线则嵌入到PCB中（稍后再讲）。据我所知，蓝牙或ZigBee尚不能通过路由器固件和应用程序更新来启用软件，因此这样的硬件设计值得商榷。
如果从PCB上取下那么大的散热器，肯定可以看到下面的东西，对吧？好，首先拧下6颗螺钉（图30），其中4颗在PCB散热器的侧面（底部），另外2颗在PCB另一侧（背面）的顶部。提醒一下，PCB与路由器的正面相连。
图30：拧下6颗螺钉，从PCB上取下散热器。
再次使用平头小螺丝刀撬动散热器，散热器弹了出来（弄得我满桌子都是导热膏，瞧我又跑题了）。
图31：使用平头小螺丝刀撬下散热器。
我有没有说过散热器又笨又重？图32显示了与直径0.75英寸（19.1毫米）的1美分硬币相比，散热器的大小。
图32：散热器与1美分硬币的大小比较。
图33显示了散热器下面的PCB。
图33：散热器下面的PCB。
是不是有点失望？散热器显然是通过PCB另一侧的电路散热。图34是PCB板的特写。
图34：散热器下面的PCB板特写。
这里没有太多亮点。在PCB的左下方，按从左到右的顺序，有2个美光非易失性存储器（1个25Q064A 64Mb SPI串行NOR闪存和1个基于MTFC4GACAAAM NAND闪存的4GB EMMC），以及1个英飞凌SLB9615可信平台模块。
现在把PCB翻过来看看它的另一面。将伸到另一边的塑料安装螺栓取下来，由于底部的散热器小得多，因此很容易弹出来。
图35：取下塑料安装螺栓，底部的散热器很容易弹出。
我在下面发现了另一块粉红色的散热胶，如图36所示（回想一下，大散热器拆下后，上面仍粘着几块散热胶）。
图36：PCB上的另一块粉红色散热胶。
用手指甲很容易把散热胶刮掉，露出控制路由器工作的大脑：高通IPQ8064 Internet处理器，其中包括两个基于Arm的1.4GHz Krait 300 CPU内核，以及一个双核730MHz网络加速器，用于促进数据包处理。
图37：高通IPQ8064 Internet处理器。
高通处理器旁边（在图36中可见）是2个美光MT41K256M16HA 4Gb DDR3L SDRAM（分别位于其左上和左下角）和1个高通QCA8337七端口千兆以太网交换机芯片（位于其右侧）。如果路由器仅包含2个端口，为什么要使用支持7个端口的交换机芯片？我不太理解。唯一的猜测是，也许TP-Link当初希望在具有更传统内置多端口LAN交换机功能的升级版路由器中采用同样的基本硬件设计。具有自动带宽聚合和故障切换功能的双端口WAN设施也很酷。
现在来拆法拉第笼。嘿，看，还有2块粉红色的散热胶（图38）！
图38：卸下法拉第笼，还有2块粉红色散热胶！
去掉散热胶泡沫，露出下面的IC（这些IC本质上都是RF，这就是为什么它们上方要安装法拉第笼），如图39所示。
图39：去掉散热胶泡沫，露出下面的IC。
上面两个象限（一个象限是2.4GHz频带，一个象限是5GHz频带）的底部是高通QCA9880三空间流无线IC。左上象限顶部还有3个Skyworks SKY85405 5GHz WLAN功率放大器；相应地，右上象限顶部包含3个Skyworks SKY2623L 2.4GHz功率放大器。左下象限最显眼的IC是高通的QCA9982双频段3×3多用户MIMO控制器，位于正中间；右下象限的顶部是Silicon Labs的EM3581 ZigBee SoC和Skyworks的66109 2.4GHz ZigBee前端模块，右下角是Atheros（现属高通公司）的3012-BL3D蓝牙无线电发射器。说到蓝牙，看一看右下象限的右侧，会发现之前提及的嵌入PCB的天线。
最后一步：拆下路由器底座（因为它与PCB的2个以太网端口粘在一起，因此稍有损坏），如图40所示。
图40：路由器底座。
图41是PCB背面全图。
图41：PCB背面全图。
最后，我必须感谢iFixit的朋友帮我识别拆解中遇到的一些IC。对于此次拆解，读者朋友，我们一如既往地期待你的评论！
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：Teardown: The router that took down my wireless network。）
本文为《电子技术设计》2020年8月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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