第一款不可破解、开源、版权软件、符合 FCC、CE 和 RoHS 的维修权路由器
OpenWRT项目今年已经20岁了，为了纪念这一时刻，Banana Pi OpenWrt One/AP-24.XY路由器开发系统已经上市。这是OpenWRT团队与硬件公司的第一个联合项目。选择 Banana Pi，加上 Sinovoip 的知识和经验，是合乎逻辑的，尤其是当你加上通过开源和开放硬件计划体现的开放社会理念时。 Banana Pi 致力于为所有用户提供平等的发展机会。
为了本次评测的目的，路由器直接从Banana Pi公司寄给我们，装在一个我们称之为工业纸板箱的盒子里，上面有简单的黑色印刷。盒子上重要的一句话是您有权共享和修改此设备上的软件，并且进一步的文件得出结论，这不会违反该设备符合 FCC、CE 和 RoHS法规的事实 。在商业机电设备中，软件更正权（软件修复权）经常受到挑战，理由是这会导致整个产品不符合 FCC 标准。显然，这个看似很小的细节，实际上是朝着在受法律法规监管的生活和工作的各个领域更广泛地使用开放硬件和软件迈出的重大突破。还有一条很有吸引力的说法是，如果您无法使用必要的软件访问该网站，您可以写信给软件自由保护协会（SFP），一家支持开源社区的美国非营利机构，让他们向您发送实体媒体。这款路由器的套件售价为 89 美元，每售出一台，就会有 10 美元流向上述 SFP 机构。
硬件和软件
盒子里除了蓝色金属保护盒内的设备外，还包含一组三根天线、对应的 USB-C 电源，以及一把适合拧开四个角螺丝的螺丝刀。如果您想将设备放在桌子上，它还配有四个橡胶粘脚；如果您将 OpenWRT One 垂直安装在墙上，则有两个螺丝孔。没有提供在 DIN 导轨上安装的规定，因此可以得出结论，这主要是面向最终用户的产品。
外壳本身很容易拆卸，如果您需要更换锂 CR1220 RTC 电池、插入 mikroBUS 模块、访问 JTAG 连接器或更换 M.2 M-key 模块（即在初始设置期间），这样做是合理的。在使用过程中，开口的情况会非常少见。 USB-C PD 电源端口可接受高达 15 V 的电压，官方宣称功率输出为 30 W。
OpenWRT One 还可以通过 2.5 Gbps PoE RJ45 连接器供电，因为主板上已经安装了带变压器的 802.3at/af PoE RT5040 模块。 PoE 连接器标记清晰。旁边是一个启动开关——用于启动系统的媒体选择器。可用的两个选项是内置 256 MB SPI NAND 闪存或 16 MB SPI NOR 闪存。 SPI NAND 闪存用于存储可轻松修改的 U-boot 和 OpenWRT 图像，确保轻松更新操作系统。引导加载程序位于 SPI NOR 闪存中，该闪存受电路板的硬件开关写保护。如果有必要的话，可以拨动电路板上的开关并刷新新的引导加载程序。这实际上实现了路由器的“牢不可破”。在这里选择 NAND 和 NOR 闪存来扮演各自的角色是合乎逻辑的，因为 NAND 虽然读取速度较慢，但在实现更大容量方面却更为经济，而 NOR 始终是需要实现更直接访问（通常在字节级别）时的首选，这是在嵌入式系统中执行程序时的主要要求 - 因此非常适合存储 OpenWRT One Bootloader。
请注意，1 Gbps LAN RJ45 不是作为 PoE 实现的，而是作为标准以太网端口实现的。这里我们谈到第一个条件性反对意见，它源于 SoC 本身的选择，即本地以太网网络的吞吐量限制为 1 Gbps。如今，标准 SBC 通常配备 2.5 Gbps 端口，而更先进的型号配备两个独立端口（更不用说专业计算设备通常提供 5 Gbps 或 10 Gbps 以太网连接），这种限制对于定位为家庭或企业网络中的路由器的设备来说成为了瓶颈。在工业网络中，由于 10/100 Mbps 速度仍然很常见，因此这种限制可能并不重要。不过，经过后面的分析我们就会发现，这款路由器的用途主要是为了组建本地大量用户的Wi-Fi 6网络，而现在的局域网只是在需要连接本地网络的设备没有内置Wi-Fi的情况下的一个附加选择。最后，在背面有一个易于访问的重置按钮。
由于路由器完全采用金属外壳并且没有主动冷却，因此散热是一个挑战。主处理器，也是主要的热量来源，基于以高效著称的 ARM Cortex-A53 内核。它们的时钟频率相对较低，为 1.3 GHz，在运行和满负荷时不会产生大量热量，这些热量可以通过大型无源冷却器成功消散。设计团队在机箱两侧设计了气流开口，其余的热量则通过机箱的整个金属主体散发。电路板上的散热器和外壳之间没有直接连接，因此对流是通过外壳内部的空气循环来完成的。
Filogic 820 SoC（或 SoC 对）由一个 1.3 GHz 双核 ARM Cortex-A53 处理器（带有联发科 MT7981B 标识）和一个不带应用处理器的联发科 MT7976C 无线网卡组成，构成了该路由器的处理基础。在 Banana Pi BPi-R3 Mini 中，我们遇到了 Filogic 830 对，在该型号中，它由更先进的联发科 MT7986A 和功能相同的 MT7976D 组成，主要负责实现 Wi-Fi 6E - 因此具有与这里相同的作用。我们指出这一点是因为较新的 MT7986 芯片配备了两个 Airoha EN8811H 以太网 PHY 收发器，可在 WAN 和 LAN 端口上实现 2.5 Gbps 传输，以及两个 M.2 插槽：一个 M-key PCIe Gen 2×1，另一个 B-key 适用于 5G 调制解调器（OpenWRT One 上缺少后者）。
这里仅使用一个 Airoha EN8811H 以太网 PHY 收发器，由 2.5 Gbps WAN 和 1 Gbps LAN 共享。它实现了交叉检测、自动校正、极性校正、自动协商和9KB巨型帧等功能。 MAC 层和 PHY 层之间的数据传输通过支持 HSGMII 接口的 SerDes（串行器-解串器）接口完成。通过HSGMII接口的数据传输速率为2.5 Gbps（2500Base-X）。 EN8811H 可通过串行 SGMII 接口连接到额外的 MAC 芯片，其数据速率为 1 Gbps。因此，当前的 2.5/1 Gbps 配置是仅通过一个额外的 PHY 芯片在硬件中即可实现的最佳配置。 Airoha 归联发科公司所有，但被分离为一个独立品牌，最初是通过重新命名联发科的一些产品而创建的。
Filogic 820 隐藏在一个大型无源黑色散热器下，该散热器覆盖了 DDR4 内存、NAND 和 NOR 闪存。所选的1.3 GHz联发科MT7981B以及更快的1.8 GHz MT7981A支持通过单个DDR3或DDR4芯片的16位地址和16位数据总线直接连接。但是，选择速度较慢的处理器型号可能部分是出于散热方面的考虑，因为 OpenWRT One 是被动冷却的。此外，DDR4 内存需要 1.2 V，而 DDR3 需要 1.35 或 1.5 V，这通常也会导致相同速度下的运行温度较低。
PCB 板背面几乎没有任何元件，因此无需将板从外壳中取出即可从底部访问它。
前面提到的联发科MT7981B是Filogic 820平台的应用处理器。它依赖于两个 ARM Cortex-A53 内核，这在旧款 SBC 计算机中很常见，在 Raspberry Pi 3 型号中也有，一共有四个。这里的重点是通过可用的 16 位数据总线，使用随附的 DDR4 内存实现高达 2666 Mbps 的传输速度。选择了单个1GB DDR4 16x256Mb Nanya NT5AD512M16C4芯片。我们可以通过Tinymembench测试看到内存速度。他向我们展示了 Raspberry Pi 3 和 OpenWRT One 型号之间的差异非常小，这正是我们所期望的。然而，我们对 OpenWRT One 和 BPi-R3 Mini 的结果差异之小感到惊讶，这实际上显示了 Filogic 820 和 830 之间的性能差异。正如我们预料的那样，Mochabin 完全胜出。
SoC 还包括一个 NPU，其神经网络能够实现更高效的数据流管理、更好的 QoS，并在苛刻的情况下减少延迟。实施的零等待 DFS（动态频率选择）机制的设计理念是消除通信从一个 DFS 通道切换到另一个 DFS 通道所需的时间，这在 5 GHz 操作中尤为重要，在没有此机制的情况下，在大量活动通道的情况下会产生干扰，从而导致网络对客户端不可用的时间明显变长。不间断的网络可用性对于物联网设备和音频/视频流以及游戏使用至关重要。具有定制 HQoS（分层服务质量）的硬件 NAT 引擎优先考虑音频/视频流而不是其他与时间无关的服务。
为了提高通信安全性，MT7981B 支持硬件 WPA3 加密，如果此路由器用作网关，以保护内部网络免受黑客入侵和未经授权的访问，这一点尤为重要。我们还拥有硬件集成的安全机制来防御 DoS（拒绝服务）攻击等威胁。在 openSSL 测试中可以很好地了解内置硬件加密器的功能。它们是 ARM Cortex-A53 内核的组成部分，众所周知，它们的速度与内核时钟成正比。加密远远超过了 Raspberry Pi 3（这里需要注意的是，最新的 Raspberry Pi 5 之前没有任何 Raspberry Pi 型号支持硬件加密），但它们比其他两种型号慢，因为 MT7981B 以所选 SoC 中最低的时钟速度运行。
Wi-Fi 6 AX3000 支持是通过使用前述 MT7976C 无线 NIC 芯片实现的，该芯片支持创建双频 2.4/5 GHz Wi-Fi 网络，聚合速度高达 3000 Mbps。理论上，2.4 GHz 网络可以提供 574 Mbps 的吞吐量，而 5 GHz 在理想条件下可以提供高达 2402 Mbps 的吞吐量。实际速度取决于空间中已有的无线设备的数量，以及设施本身的物理特性。 MT7976C 还支持 OFDMA、1024-QAM 和 MU-MIMO 技术，可实现更快的传输，同时还支持由 Wi-Fi 6 标准定义的 HE160 标准，可提供 160 MHz 通道宽度（除了标准的 40 和 80 MHz 选项）。
由于 MT7976C 包含两个独立的 Wi-Fi 无线电，因此该路由器可以同时为 5 GHz 和 2.4 GHz 网络上的设备提供服务 - OpenWRT One 是一款双频路由器。每个网络可以有一个单独的名称，但也可以配置为共享一个通用名称。这为位置较近的设备提供了更快的 5 GHz 网络，并为距离较远的设备提供了 2.4 GHz 接入，而 5 GHz 网络的范围会成为问题。所有这些技术信息仅证实 OpenWRT One 被设计为一种可以与大量客户端一起创建自己的、现场分离的 Wi-Fi 6 网络的设备。
OpenWRT One 与其他开放平台的不同之处在于它拥有充足的开源驱动程序，而其他型号往往没有这种情况。例如，平台拥有硬件 MU-MIMO 和波束成形等功能并不罕见，但这些技术不受软件中的功能驱动程序支持。 OpenWRT One 和当前的 OpenWRT 24.10.0 完全支持这种技术组合，我们可以用下图来说明。这是关于 OpenWRT 完整实现的一个非常重要的事实，因为这是他们目前唯一的官方设备。
联发科MT7976C还支持蓝牙5.1，大大扩展了该平台在家庭自动化应用和连接外围输入接口方面的实用性。对于后者，我们也可以使用现有的USB-A 2.0端口。这个端口的速度，如果用作外部驱动器输入，只有 43 MB/s（老实说，这是 USB 2.0 的标准速度），所以最好使用插入 M.2 M 键插槽的 SSD，可实现 350 MB/s 的读取速度。旁边还有三个 PWM LED，其操作可控制，板上还有第四个 LED，用于指示电源状态。
正面的USB-C口通过Holtek HT42B534-2 UART转USB芯片连接，直接用于刷机和终端接入。机箱内部电路板上紧挨着它的是一个用于连接调试探针的 UART 接头。 USB-C 端口旁边有一个额外的按钮，其功能可以进行编程。它从机械上来说与设备背面的重置按钮相同。
联发科处理器没有内置RTC，而是通过外部连接处理器I2C口的NXP PCF8563TS芯片实现，并且板子本身还增加了CR1220锂电池的支架。还实现了外部硬件看门狗，采用EM6324芯片，连接到处理器的IO端口，以监控系统的平稳运行。
在之前的演示中，我们批评了缺少可用于扩展的 M.2 B-key 插槽，主要用于 5G 模块。不过，除了现有的 M.2 M-key 插槽（该插槽为 PCIe Gen 2×1）之外，还有一个 mikroBUS。 mikroBUS 有两个母头，每个输入分为三组，始终以相同的方式排列。第一组包括通信引脚（SPI、UART 和 I2C）、六个附加 I/O 引脚（PWM、中断、模拟输入、复位和片选）和三个电源引脚（GND、+3.3V 和 +5V）。所有引脚均直接从联发科 MT7981B SoC 拉出。
为了测试基本功能，我们从制定了这一全球公认标准的塞尔维亚公司 MIKROE 获得了三块 mikroBUS 点击板用于测试。Thermo 14 Click是一款基于 STTS22H 传感器的带看门狗的 I2C 温度计。 I2C SDA/SCL 对最初与 GPIO 7/6 绑定。Thermo 23 Click也是一个温度计，但基于 TMP144 传感器，采用 115200 波特的 UART 通信。 mikroBUS 占用 UART2，TX/RX 对位于 GPIO 5/4 上。最后，第三个 Click 是RELAY Click，它有两个 Omron G6D1AASIDC5s 继电器，由 mikroBUS 的 8 针和 11 针上的 GPIO 信号直接控制。
举例来说，我们以 RELAY Click 为例，使用了连接到 SoC 的 GPIO12 的第 8 个引脚（11 连接到 GPIO 25），并使用了 GPIOD 工具。也可以通过/sys/class/gpio/gpio524/value使用现已过时的方法。 （这表明gpio512是第一个引脚。）OpenWRT One 板上 mikroBUS 连接器的放置非常巧妙。也就是说，mikroBUS 卡的长度并不完全相同，并且超出了连接器的范围。对于 OpenWRT One 板来说，有可用空间，但是对于Mochabin来说，连接器旁边有两个电容器，因此我们甚至无法在那里测试继电器模块。
结论
这是第一款完全开放硬件和软件的官方 OpenWRT 路由器，同时无论软件进行何种更改，它仍然符合 FCC、CE 和 RoHS 标准。对于开源社区来说这是一大步。有人会说，但这不是第一个开放路由器，这是真的，因为制造商 Banana Pi 本身就有多个型号可以正式与 OpenWRT 软件配合使用。前面提到的 Banana Pi BPi-R3 mini，然后是 BPi-R3 或非常强大的 Wi-Fi 7（尽管 OpenWRT 尚未完全支持 Wi-Fi 7）BPi-R4 只是其中一些型号。如果我们看看流行的 SBC，我们可以发现很多在 OpenWRT 上运行的型号，但在这种情况下，请记住这些单板计算机根本没有成为真正的路由器所需的硬件。
只需 89 美元，您就可以获得非常不错的硬件，而且非常重要的一点是，该硬件完全受 OpenWRT 支持。现在和将来您都可以毫无问题地运行最新版本的 OpenWRT OS。 Filogic 820的所有硬件优势和网络技术都得到了软件的充分支持，发挥出了该设备最新的硬件优势。
您还将获得一个高品质、金属且易于拆卸的外壳，以及一组天线和一个合适的电源。将该设备的价格实际定为 79 美元可能是公平的，因为通过购买它，您将为开源社区的发展捐赠 10 美元。
在现代可破解路由器中，用 mikroBUS 替换主板上的 M.2 B 键槽的决定越来越普遍。重要的是，社区，或者至少是 mikroBUS 卡的制造商，要分离出一些型号，并通过驱动程序和说明支持他们的产品，以及在网络设备中大量采用 mikroBUS 模块。
OpenWRT 目前支持 Wi-Fi 6，而 Wi-Fi 7 仅针对少数设备进行了初步实现，而且我们在一些地方发现的有关这款路由器的无线技术过时的抱怨是不成立的。这通常指的是使用的Filogic 820和MT7976C。我们确实对 1 Gbps LAN 有所抱怨。这在当今肯定有点太多了，特别是因为尚未添加该家族的第三个成员——MT7531 以太网交换机。这样我们就得到了一条 1 Gbps LAN 和一条 2.5 Gbps WLAN 线路，虽然这两个端口的功能可以在软件中旋转，但不能旋转它们的 PoE 功能。
OpenWRT One 无疑是一款以无线 Wi-Fi 6 为主的路由器。有线通信并不是设计师的重点。此外，仅有 USB 2.0 和一个低速 M.2 端口（PCIe Gen 2 早已过时，不适合此用途）使得 OpenWRT One 型号无法成为合适的 NAS 解决方案。另一方面，USB 3.0 对 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝牙信号的影响是众所周知的，因为它会在 2.4 到 2.5 GHz 范围内产生噪声，所以这可能是该主板上没有它的原因。 mikroBUS 能够通过成熟的第三方解决方案实现受控硬件升级，此时，这些可能是一些传感器或继电器信号控制。
我们的立场是，从战略上讲，最重要的是出现第一个完全符合 FCC、CE 和 RoHS 指令的具有开放软件的开放硬件，不仅以交付市场的形式，而且还具有修改现有软件和升级硬件的能力。因此，OpenWRT 和 Banana Pi 公司的联合举措是开放社会最重要的基石之一，我们认为应该得到支持。
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