半導體公司預見SOHO族的家庭網路寬頻路由器市場的成長需求，最近紛紛推出了一系列以Linux為平台的「閘道單晶片（Gateway-on-a-Chip）」，它整合了一顆系統處理器、一顆封包處理器、和IP安全引擎（IP Secure engine）。這種晶片結合嵌入式軟體，可以應用在路由器裡，能連接到廣域網路（WAN）、有線電視纜線（cable）網路；或應用在xDSL路由器裡，讓乙太（Ethernet）網路能夠連接xDSL數據機（modem）。

「閘道單晶片」的傳輸率比目前同類型的家庭路由器解決方案至少快三倍。它具有網路保護和加密（encryption）的功能，可以確保使用者的隱私。IPsec虛擬私人網路（virtual private network；VPN）的傳輸率超過90 Mbps，防火牆（firewall）的傳輸率可達100 Mbps。SOHO寬頻路由器製造商的目標是：1.資訊傳輸的安全性高、2.避免VPN路由器成為整個系統效能的瓶頸。

由於家庭網路的不斷增加和擴充，根據In-Stat公司的預測2002年會有二千一百萬個新增的家庭網路，2006年將新增到一億九百萬個。多數消費者希望家庭網路上的電腦能夠上網和分享彼此的檔案，這種期望造成對具有防火牆、VPN安全機制、和高速傳輸功能的數據機之強大需求。價廉的家庭路由器內部整合了數據機（home router/modem combo）將成為搶手貨；其中，整合了無線區域網路（wireless LAN；WLAN）功能的纜線數據機（cable modem）勢必引起廣泛的注意。

「閘道單晶片」可以用來設計整合路由器功能的擷取點（access point；AP），有人預言：這種產品在半年後將有很大的需求量。設計者只需要另外挑選一種WLAN模組控制晶片，「閘道單晶片」就可以同時處理路由和無線擷取的功能。

市場策略

但是，也有些人不認為將「閘道單晶片」、纜線數據機、路由器整合在一起就是利基。例如：將WLAN的基頻／MAC與纜線數據機整合成一顆系統單晶片，雖然它可以將在WLAN的數據透過纜線數據機傳到廣域網路上，但是對製造商而言，他們必須下決心選用何種設計組合和選定市場策略。因為除了中央處理器和作業系統是必選的項目外，他們還需要選擇其它具有附加價值的應用方案，例如：無線區域網路、資訊安全引擎、VoIP、xDSL路由器、寬頻路由器....等。

因為用戶的需求很多樣化，所以業者在價格與功能項目上必須保有彈性，這就對設計與製造成本帶來考驗。過去，國內有許多製造纜線數據機的業者就是太專注於研發設計，而忽略了市場的需求變化，最後造成入不付出的窘態。畢竟，對使用者而言，「何種產品目前最適合他們的需求？」才是重點。

閘道單晶片功能簡述

典型的「閘道單晶片」將會具有兩顆32-bit的處理器核心，速率皆為133 MHz左右；其中一顆負責處理封包通訊（packet processing），另一顆負責處理系統工作（system processing）。在這兩顆處理器裡可能會內建一個IPsec引擎和兩個乙太MAC介面，以及許多標準的系統級介面。

除了硬體架構以外，「閘道單晶片」必須具有完整的作業系統和軟體來支援它正常運作。目前有許多種嵌入式作業系統支援各種寬頻路由器，但是基於成本的考量，Linux仍然是業者不得不考慮的解決方案，雖然Linux在維護和擴充上仍然具有許多問題。在通訊協定軟體方面，VoIP、防火牆、VPN的應用功能必須能結合Linux核心，其他如網路路由、網路位址轉換（network address translation；NAT）、WLAN、管理與設定工具...等功能也是必備的。

在嵌入式系統的市場競爭上，Linux已經漸漸超越Wind River的VxWorks。因為Linux的免權利金（royalty-free）特性，促使高階的用戶端擷取裝置（customer-premises equipment；CPE），例如：視訊轉換盒（set-top box；STB），會採用Linux。這將會形成一種趨勢：越來越多的高效能CPE處理器都會採用Linux。

結語

用戶端擷取裝置從傳統的56Kbps數據機，一路發展到現在的ADSL，未來將有SHDSL、VDSL、STB、FTTC、FTTH，最後的目標就是家庭閘道器（residential gateway）；而家庭閘道器將是無線與有線網路的匯集點。

雖然，最近半導體產業很蕭條，可是全球CPE的市場規模每年都有二至三成的成長，這網路通訊市場的揚昇效應遲早會讓半導體產業受益，成為「後PC時代」的新力軍。