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W5500芯片是一个硬连线TCP/IP嵌入式以太网控制器

2020-7-2 10:41:35 4663 W5500 以太网控制器

0 　　W5500 　　W5500芯片是一个硬连线TCP/IP嵌入式以太网控制器，提供更容易连接到嵌入式系统。W5500允许用户拥有在他们的应用程序中通过使用TCP/IP栈，10/100以太网MAC和PHY嵌入式。　　Wiznet的硬连线TCP/IP是一种经市场验证的技术，支持TCP、UDP和IPv4、ICMP、ARP、IGMP和PPPoE协议。W5500嵌入32kbyte内部用于以太网数据包处理的内存缓冲区。如果你使用W5500，你可以只需添加简单的socket程序即可实现以太网应用程序。它的比使用其他嵌入式以太网解决方案更快、更简单。用户可同时使用8个独立的硬件插座。提供SPI（串行外围接口）以便于与外部集成。　　单片机。W5500的SPI支持80 MHz的速度和新的高效SPI协议高速网络通信。为了降低系统，W5500提供WOL（唤醒局域网）和断电模式。　　特征　　-支持硬连线TCP/IP协议：TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE 　　-同时支持8个独立插座　　-支持断电模式　　-支持通过udp唤醒局域网　　-支持高速串行外围接口（SPI模式0，3）　　-内部32kbytes内存，用于发送/接收缓冲区　　-嵌入10BaseT/100BaseTX以太网物理层　　-支持自动协商（全双工和半双工，基于10和100）　　-不支持IP碎片　　-3.3V操作，5 V I/O信号公差　　-LED输出（全/半双工、链路、速度、激活）-48针LQFP无铅封装（7x7mm，0.5mm间距）　　目标应用程序　　W5500适用于以下嵌入式应用：　　-家庭网络设备：机顶盒、PVR、数字媒体适配器　　-串行到以太网：访问控制、LED显示屏、无线AP继电器等。　　-与以太网并行：POS/微型打印机、复印机　　-USB到以太网：存储设备、网络打印机　　-从GPIO到以太网：家庭网络传感器　　-安全系统：DVR、网络摄像机、信息亭　　-工厂和建筑自动化　　-医疗监护设备　　-嵌入式服务器　　　　12.4kΩ（1%）电阻器应连接在Exres1引脚和模拟接地（Agnd）之间如下所示。　　　　图2.外部参考电阻　　　　晶体参考示意图如下所示。　　主机接口　　W5500为SPI（串行外围接口）总线接口提供4个信号（SCSN，sclk，mosi，miso）用于外部主机接口，并作为spi从机运行。W5500SPI可以连接到MCU，如图4和图5所示根据其运行模式（变长数据/定长数据模式）这将在第2.3章和第2.4章中解释。　　在图4中，spi总线可以与其他spi设备共享。因为SPI总线是专用于W5500的SPI总线不能与其他SPI设备共享。　　在可变长度数据模式下（如图4所示），可以共享与其他spi设备连接的spi总线。但是，在固定长度数据模式下（如图5），SPI总线专用于W5500，不能与其他设备共享。　　　　spi协议为其操作定义了四种模式（模式0、1、2、3）。　　根据SCLK极性和相位的不同而不同。SPI之间的唯一区别模式0和spi模式3是处于非活动状态的sclk信号的极性。　　在SPI模式0和3下，数据始终锁定在SCLK的上升沿上，并且总是在SCLK的下降沿上输出。　　　　W5500支持SPI模式0和模式3。mosi和miso信号都使用从最高有效位（m*）到最低有效位（l）的传输序列mosi信号发射和miso信号接收。mosi和miso信号总是传输或按顺序从最高有效位（m）接收到最低有效位（LSB）。　　SPI操作模式　　W5500由SPI框架控制（参见第2.2章SPI框架），SPI框架与外部主机通信。W5500 SPI帧包含3个相位，地址阶段，控制阶段和数据阶段。　　地址阶段指定W5500寄存器或TX/RX存储器的16位偏移地址。　　控制阶段指定偏移（由地址阶段设置）所属的块，以及指定读/写访问模式和SPI操作模式（可变长度数据/固定长度数据模式）。　　数据阶段指定随机长度（n字节，1≤n）数据或1字节，2字节和4字节数据。　　如果SPI操作模式设置为可变长度数据模式（VDM），则SPI总线信号SCSN必须由具有SPI帧步进的外部主机控制。　　在可变长度数据模式下，SCSN控制启动（assert（high to low））通知spi帧开始（地址阶段）的w5500和scsn控制端（去断言（低到高））通知w5500 spi帧结束（随机n字节的数据阶段结束）。　　　　W5500 SPI帧由地址阶段的16位偏移地址组成，8位控制阶段和n字节数据阶段如图7所示。　　8位控制相位用块选择位（b［4:0］）进行重新配置，读/写访问模式位（rwb）和spi操作模式（om［1:0］）。　　块选择位选择偏移地址所属的块。　　W5500支持顺序数据读/写。它处理来自数据库的数据（为2/4/n字节顺序数据处理设置的偏移地址）和按地址阶段增加偏移地址（自动增量寻址）的下一个数据此地址阶段指定W5500寄存器和TX/RX缓冲块。　　16位偏移地址值按顺序从m传输到l。具有2/4/n字节数据相位的spi帧支持顺序数据读/写，其中偏移地址每1字节数据自动增加数据阶段通过spi操作模式位om［1:0］设置控制相位，数据相位由两种长度类型设置，一种是n字节长度（VDM模式）和其他类型是1/2/4字节（FDM模式）。　　此时，1字节数据通过mosi或miso信号从m**传输到可变长度数据模式（VDM）在VDM模式下，SPI帧数据相位长度由外部主机。这意味着数据相位长度可以有随机值（从1字节到n字节的任何长度）根据scsn控制。在VDM模式下，控制阶段的OM［1:0］应为“00”值。　　　　图8显示了外部主机访问W5500进行写入时的SPI帧。在VDM模式下，在SPI帧控制中，RWB信号为“1”（写入），OM［1:0］为“00”相位。此时外部主机断言（从高到低）scsn信号然后主机通过mosi信号将spi帧的所有位发送到w5500。所有位与SCLK的下降沿同步。完成spi帧传输后，主机解除对scsn信号（从低到高）的断言。当SCSN低且数据相位继续时，顺序数据写入可以得到支持。　　在VDM模式下，在SPI帧控制中，RWB信号为“0”（写入），OM［1:0］为“00”相位。　　此时，外部主机在发送前断言（从高到低）scsn信号　　　　然后主机通过mosi将地址和控制相位的所有位发送到w5500信号。所有位都与SCLK的下降沿同步。　　然后主机接收数据相位的所有位，并同步通过miso信号采样sclk。在完成数据相位接收之后，主机解除对scsn信号（从低到高）的asserts。当scsn低并且数据相位继续接收时，序列数据可支持读取。　　定长数据模式（FDM）　　当外部主机无法控制SCSN信号时，可以使用FDM模式。SCSN信号应连接到低电平（始终连接到GND），而不是可以与其他spi设备共享spi总线。在vdm模式下，数据相位长度由scsn控制。但在FDM模式下，数据相位长度由OM［1:0］值（‘01’/‘10’/‘11’）控制。　　这是控制阶段的spi操作模式位。 1
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