W5500 Ethernet -controller: tekniske specifikationer og applikationsscenarier
2024-07-22 1983

Katalog

Hvad er W5500 Ethernet -controller?

W5500 er en industriel kvalitet Ethernet-kontrolchip fremstillet af Wiznet.Det har karakteristika ved lavt strømforbrug, højhastighedsoverførsel og let integration.Det understøtter TCP, UDP, IPv4, ARP, ICMP, IGMP og andre protokoller og er meget velegnet til kommunikationsbehov mellem indlejrede enheder og internettet, såsom smart hjem, industriel kontrol, fjernovervågning og andre scenarier.Derudover understøtter det højhastighedsstandard 4-lednings SPI-interface til at kommunikere med værten.SPI -hastigheden kan teoretisk nå 80 MHz.Det integrerer TCPIP -protokolstakken og hardware Ethernet -controller til let at implementere netværkskommunikationsfunktioner.

Bemærk: Seriel perifer interface (SPI) er en seriel perifer interface -protokol.Det er en fuld-duplex, synkron interfaceteknologi, der normalt bruges til at forbinde mikrokontrollere og perifere enheder, såsom sensorer, minder, skærme osv. SPI-protokollen har høj transmissionseffektivitet og er meget enkel at bruge, så det er vidt brugt i indlejrede systemer.

Udskiftning og tilsvarende

• ATMEGA4809

• ENC28J60

• LAN8720

• W5500S

Symbol, fodaftryk og pin -konfiguration af W5500

Tekniske parametre for W5500

Hvad er funktionerne i W5500?

• Understøtter ikke automatisk polaritetskonvertering (kun en part på begge sider af netværkskommunikationen understøtter det)

• Intern 32K byte -transceiverbuffer til TCP/IP -pakkebehandling

• Understøtter nedtagningstilstand og vågner på LAN over UDP

• Brug af chipdesign med lav effekt kan effektivt reducere strømforbruget på IoT-enheder og forbedre udstyrets effektivitet.

• Understøtter Ethernet-hastigheder op til 100 Mbps, som kan imødekomme de højhastighedskommunikationsbehov for IoT-enheder.

• Understøtter 8 kanaler med uafhængig hardwarestikkekommunikation på samme tid, og kommunikationseffektiviteten påvirker ikke hinanden.

• Understøtter flere grænseflader for at imødekomme kravene i forskellige typer IoT -enheder, såsom SPI, I2C osv.

• Det har ekstremt høj pålidelighed og kan understøtte flere netværksprotokoller, såsom TCP/IP, UDP, HTTP osv., Som kan tilpasse sig det komplekse netværksmiljø på IoT -enheder.

Struktur af W5500

Diagrammet, der er afbildet ovenfor, illustrerer det strukturelle bloklayout af W5500.Det fremgår af diagrammet, at enheden fungerer på en 3,3V strømforsyning og nødvendiggør en 25 MHz urkildedriver.Inde i chippen multiplicerer en faselåst loop (PLL) effektivt frekvensen til 150 MHz.Derudover inkorporerer W5500 en indbygget fysisk lag-phy, hvilket betyder, at brugerne skal levere en isoleringstransformator og den passende RJ45-krystalhoved, når de opretter forbindelse til et netværk.W5500 omfatter primært følgende nøglekomponenter:

Hukommelse: W5500 indeholder integreret hukommelse dedikeret til cache og fastholdelse af datapakker.Disse hukommelseszoner tjener formålet med at lette højtydende netværkskommunikation ved at give mulighed for data modtagelse og transmission.

Kontrolregistre: W5500 har et sæt kontrolregistre, der er designet med det formål at konfigurere og føre tilsyn med dets forskellige række funktioner.Disse registre kan tilpasses af værtscontrolleren for at opfylde præcise netværkskrav.

SPI -interface: W5500 -grænsefladerne med den primære controller, typisk en mikrokontroller eller mikroprocessor via den serielle perifere interface (SPI).Denne SPI -forbindelse anvendes af hovedcontrolleren til at indstille forskellige W5500 -parametre, lette dataoverførsel og styre netværkskommunikationsfunktioner.

Ethernet -controller: W5500 inkluderer en integreret Ethernet -controller, der kan bruges til at håndtere Ethernet -kommunikation.Controlleren understøtter 10 eller 100 Mbps Ethernet -kommunikation og overholder IEEE 802.3 -standarden.

PHY (fysisk lag): W5500 inkorporerer et PHY -lag, der styrer signalomdannelses- og forbindelseskontrol til Ethernet -fysisk lag.Dette PHY -lag omdanner digitale signaler til analoge signaler og letter deres transmission over Ethernet -kabler.Derudover forhandler det autonomt hastigheds- og duplex -tilstande.

Socket: W5500 tilbyder support til flere stikkontakter, typisk imødekommende mindst 8 forbindelser eller mere.Hver stikkontakt er i stand til at indlede en distinkt TCP- eller UDP -forbindelse, hvilket giver mulighed for alsidig netværkskommunikation gennem multiplexing.Sockets tjener som ledninger til transmission og modtagelse af data, udstyret med en række konfigurationsvalg, der skal imødekomme forskellige applikationskrav.

Indbygget TCP/IP-protokolstak: W5500 integrerer TCP/IP-protokolstak, inklusive TCP, UDP, IP, ARP, ICMP og Ethernet Layer-protokoller.Dette gør det muligt for W5500 at håndtere alle aspekter af netværkskommunikation, herunder socket -kommunikation og pakkedirting.

Forbindelsesmetode mellem W5500, HOST og SPI Work -tilstand

SPI -protokollen skitserer fire operationelle tilstande (0, 1, 2, 3), der bestemmes af urets signalets tomgangsniveau (høj eller lav) og retningen af ​​datalåsekanten (stigning eller faldende).Imidlertid understøtter W5500 -chippen kun 0 og 3 disse to arbejdstilstande.I disse tilstande låses data ofte under den stigende kant af ursignalet og transmitteres under den faldende kant.

Afhængig af forbindelsesmetoden mellem W5500 og den vigtigste kontrolchip, kan SPI for W5500 arbejde i de følgende to tilstande:

Variabel datatilstand (VDM)

Fast datatilstand (FDM)

Hvordan implementerer W5500 Ethernet -modulet dataindsamling?

Til at begynde med skal vi først konfigurere driftstilstanden for W5500 ved hjælp af SPI -interface.Dette indebærer indstilling af parametre som transmissionshastighed, urpolaritet og fase.Efter konfigurationen fortsætter vi med at overføre de nødvendige data til W5500s databuffer.Dataene sendes byte af byte via SPI -interface med en maksimal dataramme størrelse på 128 byte for hver transmission.Derefter læses dataene fra bufferen ind i den interne RAM for W5500 ved hjælp af W5500's DMA -funktionen (direkte hukommelsesadgang).DMA tilbyder flammende overførselshastigheder på op til 100 Mbps, hvilket letter hurtig bevægelse af betydelige datamængder.Endelig hentes de data, der er gemt i W5500s interne RAM, via SPI -interface og overføres til hovedcontrolleren til behandling og opbevaring.Den vigtigste controller kan anvende en timer til tidsbestemt dataindsamling for at opnå periodisk dataindsamling.

Hvad er anvendelsen af ​​W5500 Ethernet -controller?

• Industriel automatisering: Inden for industriel automatisering fungerer W5500 som et værdifuldt værktøj til at lette forbindelsen mellem programmerbare logiske controllere (PLC'er), sensorer og forskellige andre udstyr for at muliggøre strømlinet dataindsamling og live overvågning.Med udnyttelsen af ​​W5500 kan ingeniører ubesværet etablere et pålideligt netværkslink, hvilket sikrer den glatte drift af produktionsprocessen.

• Fjerndataindsamling: W5500 fungerer som en alsidig løsning til indsamling af data fra eksterne enheder og sensorer, hvilket letter dens sømløse transmission til en centraliseret dataserver med henblik på opbevaring og efterfølgende analyse.

• Sikkerhedssystem: Ved at forbinde W5500 med overvågningskameraer, sensorer og alarmenheder kan vi overvåge det omgivende miljø i realtid og reagere hurtigt på potentielle sikkerhedshændelser.

• Indlejret Ethernet -forbindelse: Dette kan bruges til sensordataindsamling, fjernovervågning, fjernbetjening og datakommunikation osv.

• IoT -applikationer: W5500 spiller en central rolle i IoT -applikationer ved at lette forbindelsen mellem IoT -enheder til Internettet, hvilket muliggør funktioner såsom sensordataindsamling, fjernbetjening og overvågning.

• Webserver: W5500 -chippen giver mulighed for at konstruere en indlejret webserver designet til enhedsovervågning og kontrol via en webbrowser -interface.Dette viser sig at være meget fordelagtigt for fjernstyring og overvågning, lette den effektive realtidsovervågning af udstyr, mens det samtidig mindsker behovet for manuel indgriben og minimerer fejlforekomster.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad er W5500?

W5500 -chippen er en fastnet TCP/IP -indlejret Ethernet -controller, der giver lettere internetforbindelse til indlejret system.Det understøtter TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP og PPPOE -protokoller.W5500 indlejrer den 32 kbyte interne hukommelsesbuffer eller Ethernet -pakkebehandlingen.

2. Hvad er driftstemperaturområdet på W5500?

Driftstemperaturen på W5500 varierer fra -40 ° C til 85 ° C.

3. Hvad er brugen af ​​W5500?

W5500 bruger en intern buffer på 32 kbytes som dens datakommunikationshukommelse.Ved at bruge W5500 kan brugerne implementere Ethernet -applikationen, de har brug for ved at bruge et simpelt socket -program i stedet for at håndtere en kompleks Ethernet -controller.Det er muligt at bruge 8 uafhængige hardwarestik samtidigt.

4. Hvad er hastigheden på W5500 -modulet?

W5500 SPI understøtter 80 MHz hastighed og den nye effektive SPI -protokol, så brugerne kan implementere højhastighedsnetværkskommunikation.For at reducere strømforbruget i systemet leverer W5500 WOL (Wake på LAN) og en nedbrudstilstand.