Контроллер Ethernet W5500: технические характеристики и сценарии применения
2024-07-22 1903

Каталог

Что такое контроллер Ethernet W5500?

W5500 является промышленным чипом управления Ethernet, изготовленным Wiznet.Он имеет характеристики низкого энергопотребления, высокоскоростной передачи и легкой интеграции.Он поддерживает TCP, UDP, IPv4, ARP, ICMP, IGMP и другие протоколы и очень подходит для потребностей в общении между встроенными устройствами и Интернетом, такими как интеллектуальный дом, промышленный контроль, удаленный мониторинг и другие сценарии.Кроме того, он поддерживает высокоскоростный стандартный 4-проводной интерфейс SPI для связи с хостом.Скорость SPI может теоретически достигать 80 МГц.Он интегрирует стек протоколов TCPIP и аппаратный контроллер Ethernet, чтобы легко реализовать функции сетевой связи.

Примечание. Последовательный периферический интерфейс (SPI) представляет собой протокол последовательного периферического интерфейса.Это полнодуплексная, синхронная технология интерфейса, обычно используемая для подключения микроконтроллеров и периферийных устройств, таких как датчики, воспоминания, дисплеи и т. Д. Протокол SPI обладает высокой эффективностью передачи и очень прост в использовании, поэтому он широко используется во встроенных системахПолем

Замена и эквивалентная

• Atmega4809

• ENC28J60

• LAN8720

• W5500S

Символ, след и конфигурация PIN -кода W5500

Технические параметры W5500

Каковы особенности W5500?

• Не поддерживает автоматическое преобразование полярности (только одна сторона по обе стороны сетевой связи поддерживает его)

• Внутренний буфер приемопередатчиков 32 тыс.

• Поддерживает режим подачи и пробуждение на LAN через UDP

• Использование конструкции чипов с низким энергопотреблением может эффективно снизить энергопотребление устройств IoT и повысить эффективность оборудования.

• Поддерживает скорость Ethernet до 100 Мбит / с, что может удовлетворить высокоскоростные потребности устройств IoT.

• Поддерживает 8 каналов независимой связи с аппаратными сокетами одновременно, и эффективность связи не влияет друг на друга.

• Поддерживает несколько интерфейсов в соответствии с требованиями различных типов IoT -устройств, таких как SPI, I2C и т. Д.

• Он обладает чрезвычайно высокой надежностью и может поддерживать несколько сетевых протоколов, таких как TCP/IP, UDP, HTTP и т. Д., Которые могут адаптироваться к сложной сетевой среде устройств IoT.

Структура W5500

Диаграмма, изображенная выше, иллюстрирует структурную компоновку блока W5500.Из диаграммы видно, что устройство работает на источнике питания 3,3 В и требует драйвера источника тактовой частоты 25 МГц.Внутри чипа, фазовая петля (PLL) эффективно умножает частоту до 150 МГц.Кроме того, W5500 включает в себя встроенный физический слой PHY, что означает, что пользователи должны предоставлять изоляционный трансформатор и соответствующий заголовок кристалла RJ45 при подключении к сети.W5500 в основном включает в себя следующие ключевые компоненты:

Память: W5500 имеет интегрированную память, посвященную кэшированию и сохранению пакетов данных.Эти зоны памяти служат целью облегчения высокопроизводительной сетевой связи путем обеспечения приема и передачи данных.

Регистры управления: W5500 имеет набор регистров управления, предназначенных для настройки и наблюдения за его разнообразным диапазоном функций.Эти регистры могут быть настроены хост -контроллером для выполнения точных сетевых требований.

Интерфейс SPI: интерфейсы W5500 с первичным контроллером, как правило, микроконтроллер или микропроцессор через последовательный периферический интерфейс (SPI).Это соединение SPI используется основным контроллером для настройки различных параметров W5500, облегчения передачи данных и управления функциями сетевой связи.

Контроллер Ethernet: W5500 включает в себя интегрированный контроллер Ethernet, который можно использовать для обработки коммуникаций Ethernet.Контроллер поддерживает коммуникацию Ethernet 10 или 100 Мбит / с и соответствует стандарту IEEE 802.3.

PHY (физический слой): W5500 включает в себя PHY -слой, который управляет преобразованием сигнала и контролем соединения для физического слоя Ethernet.Этот слой PHY превращает цифровые сигналы в аналоговые сигналы, облегчая их передачу по кабелям Ethernet.Кроме того, он автономно ведет переговоры о скорости и дуплексных режимах.

Гребень: W5500 предлагает поддержку нескольких сокетов, обычно размещая не менее 8 соединений или более.Каждое сокет способен инициировать отдельное соединение TCP или UDP, что позволяет универсальной сетевой связи посредством мультиплексирования.Главы служат каналами для передачи и получения данных, оснащенных ряд вариантов конфигурации для удовлетворения различных требований применения.

Встроенный стек протоколов TCP/IP: W5500 интегрирует стек протоколов TCP/IP, включая протоколы слоя TCP, UDP, IP, ARP, ICMP и Ethernet.Это позволяет W5500 обрабатывать все аспекты сетевой связи, включая коммуникации сокетов и маршрутизацию пакетов.

Метод соединения между W5500, рабочим режимом хоста и SPI

Протокол SPI описывает четыре эксплуатационных режима (0, 1, 2, 3), которые определяются уровнем холостого хода тактового сигнала (высокий или низкий) и направлением края защелки данных (повышение или падение).Тем не менее, чип W5500 поддерживает только 0 и 3 эти два рабочего режима.В этих режимах данные обычно фиксируются во время подъема тактового сигнала и передаются во время падения.

В зависимости от метода соединения между W5500 и основным контрольным чипом, SPI W5500 может работать в следующих двух режимах:

Режим переменной данных (VDM)

Фиксированный режим данных (FDM)

Как модуль W5500 Ethernet реализует сбор данных?

Для начала мы должны сначала настроить режим работы W5500, используя интерфейс SPI.Это влечет за собой настройку параметров, таких как скорость передачи, полярность тактовой частоты и фаза.После конфигурации мы переходим к передаче необходимых данных в буфер данных W5500.Данные отправляются байтом по байту через интерфейс SPI, с максимальным размером кадры данных 128 байтов для каждой передачи.Впоследствии данные из буфера считываются во внутреннюю оперативную память W5500 с использованием функции DMA (прямой памяти) W5500.DMA предлагает сверкающие скорости переноса до 100 Мбит / с, способствуя быстрому движению значительных объемов данных.Наконец, данные, хранящиеся во внутренней оперативной памяти W5500, получены через интерфейс SPI и передаются в основной контроллер для обработки и хранения.Основной контроллер может использовать таймер для сбора данных времени для достижения периодического сбора данных.

Каковы использование контроллера Ethernet W5500?

• Промышленная автоматизация: в области промышленной автоматизации W5500 служит ценным инструментом для облегчения подключения программируемых логических контроллеров (ПЛК), датчиков и различных других оборудования для обеспечения оптимизированного сбора данных и мониторинга живого.При использовании W5500 инженеры могут легко установить надежную сетевую связь, обеспечивая плавную работу производственного процесса.

• Удаленный сбор данных: W5500 служит универсальным решением для сбора данных с удаленных устройств и датчиков, облегчая ее бесшовную передачу на централизованный сервер данных с целью хранения и последующего анализа.

• Система безопасности: подключив W5500 с камерами наблюдения, датчиками и устройствами тревоги, мы можем отслеживать окружающую среду в режиме реального времени и быстро реагировать на потенциальные инциденты безопасности.

• Встроенное соединение Ethernet: это можно использовать для сбора датчиков, удаленного мониторинга, удаленного управления и передачи данных и т. Д.

• Приложения IoT: W5500 играет ключевую роль в приложениях IoT, облегчая подключение устройств IoT к Интернету, обеспечивая такие функции, как сбор данных датчиков, дистанционное управление и мониторинг.

• Веб -сервер: чип W5500 предлагает возможность построить встроенный веб -сервер, предназначенный для надзора и управления устройством через интерфейс веб -браузера.Это оказывается очень выгодным для удаленного управления и мониторинга, что способствует эффективному надзору за оборудованием в реальном времени, одновременно снижая необходимость в ручном вмешательстве и минимизации возникновения ошибок.

Часто задаваемые вопросы [FAQ]

1. Что такое W5500?

Чип W5500 представляет собой жесткий TCP/IP -контроллер Ethernet, который обеспечивает более простое подключение к Интернету со встроенной системой.Он поддерживает протоколы TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP и PPPOE.W5500 внедряет 32KBYTE Внутренний буфер памяти или обработку пакетов Ethernet.

2. Каков диапазон рабочей температуры W5500?

Рабочая температура W5500 колеблется от -40 ° C до 85 ° C.

3. Каково использование W5500?

W5500 использует внутренний буфер 32Kbytes в качестве памяти передачи данных.Используя W5500, пользователи могут реализовать необходимое им приложение Ethernet, используя простую программу сокета вместо обработки комплексного контроллера Ethernet.Можно использовать 8 независимых аппаратных розеток одновременно.

4. Какова скорость модуля W5500?

W5500 SPI поддерживает скорость 80 МГц и новый эффективный протокол SPI, поэтому пользователи могут реализовать высокоскоростную сетевую связь.Чтобы уменьшить энергопотребление системы, W5500 предоставляет WOL (Wake On LAN) и режим подавления питания.