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W5100S

产品名称:
W5100S
发布时间:2018-06-07
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W5100S芯片是一款集成全硬件 TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器,为单片机提供了更加简单、快速、稳定、安全的以太网接入方案。全硬件TCP/IP协议栈简化传统的软件TCP/IP协议栈,卸载了MCU用于处理TCP/IP这部分的线程,节约MCU内部ROM等硬件资源,工程师只需进行简单的Socket编程和少量的寄存器操作即可方便地进行嵌入式以太网上层应用开发,减少产品开发周期,降低开发成本。

W5100S支持间接并行总线和高速SPI接口2种方式与主机进行通信。其内部还集成了以太网数据链路层(MAC)和10Base -T/100Base -T 以太网物理层(PHY),支持自动协商(10/100-Based全双工/半双工)。与传统软件协议栈不同,W5100S内嵌的4个独立硬件Socket可以进行4路独立通信,该4路Socket的通信效率互不影响,可以通过W5100S芯片上的16K字节的收/发缓存灵活定义各个Socket的大小。

W5100S还提供WOL(局域网唤醒)和掉电模式,便于对功耗有要求的客户使用。

特征

●  全硬件TCP / IP协议栈:TCP,UDP,WOL over UDP,ICMP,IGMPv1 / v2,IPv4,ARP,PPPo

●  同时支持4个独立的Socket

●  支持Socket-less命令:ARP请求,PING请求

●  支持UDP上的局域网唤醒

●  主机接口:间接并行总线、高速SPI接口

●  内部16K字节收发缓存供TCP/IP包处理

●  10Base-T / 100Base-T以太网PHY集成

●  支持自动协商(全/半双工,10M / 100M)

●  仅在自动协商模式支持自动极性转换

●  工作电压3.3V,I/O 5V耐压

●  网络状态指示灯引脚,包括网络速度指示灯(10M/100M),数据收/发活动指示灯,全/半双工状态指示以及PHY连接状态指示灯

●  48引脚LQFP和QFN无铅封装(7x7mm,0.5mm针间距)

W5100S内部结构框图

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w5100s_diagram(002)

系统信息
通讯方式SPI/8位数据总线
内核全硬件TCP/IP核、PHY、MAC
Sockey数量4
工作温度-40~85℃
以太网
缓存
16K字节收发缓存
支持协议TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE
接口极性支持自动极性转换
以太网数率支持10Kbps/100Kbps以太网
封装

LQFP48/QFN48


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 W5100S软件资料

 W5100S参考例程  

 W5100S硬件资料

 W5100S参考电路  

 W5100S相关手册

 W5100S数据手册  

 W5100S应用手册  

 W5100S调试工具

 网络调试助手  

 串口调试助手  


Q1:WIZnet芯片支持网络唤醒吗?
R:不支持,网络唤醒是WIZnet芯片正常工作,去唤醒mcu,想低功耗的话就设置为10M模式。

 

Q2: WIZnet芯片数据交互速度过快的时候,使用抓包工具发现TCP ZERO WINDOWS包时,如何解决?
R:接收方应用没有及时recv消息,导致接收缓冲满,即滑动窗口为0,接收方发送TCP Zero Window告知发送方不能继续发送消息。

 

Q3: WIZnet芯片处于TCP_Server模式下,在交换机/路由器网络中无法ping通也无法通讯。
R: WIZnet芯片是硬件协议栈芯片,有别于软件协议栈,如果WIZnet芯片不主动往网络中发包,在TCP_Server模式下是不会有任何数据包发送的,这样会造成路由ARP表中无法形成IP和MAC设备的对应关系。

A:解决方案:
在WIZnet芯片上电时往任意IP发送一个UDP数据包,从而更新路由的ARP表,形成匹配关系,后续通讯就正常了。

 

Q4: WIZnet芯片在TCP_Client模式下,断电重启之后无法立即连接到服务器。
R:这是由于客户端没有主动发送断开请求,造成服务器并不知道Socket已发生异常断开。重新上电之后,WIZnet芯片以相同的IP和端口连接服务器,而服务器还认为此Socket链接存在,所以拒绝WIZnet芯片的立即连接。

A:解决方案:
在WIZnet芯片使用KEEP_ALIVE机制,一段时间内发送心跳包,如果WIZnet芯片没有给服务器回复,服务器则判断链接已断开,并释放Socket资源,这时就可以成功连接。如果对客户端的本地端口没有要求的话,也可以在初始化Socket的部分让端口自动+1处理。两种方式根据具体应用分析采用。
注: 有的场景不能采用端口自动+1的方式,比如电力104规约,只允许采用2404端口连接。

 

Q5: WIZnet芯片如何检测网线被拔出?如何进行断线检测?

A:解决方案:
可以在主循环中加入判断PHY_CFGR状态的处理流程,如果PHY状态发生异常,释放所有的socket资源,并重新初始化socket。

 

Q6: WIZnet芯片作为TCP服务器,最多可以链接几个TCP客户端?

A:解决方案:
WIZnet芯片作为TCP_Server,最多可以与Socket数相同个客户端建立连接。不能初始一个Socket对应多个连接。可以将WIZnet芯片的多个socket全部初始化,这样就可以与多个不同的TCP_Client建立通讯链接。

 

Q7: WIZnet芯片接外网如何调试,如何抓包?

A: 解决方案:
WIZnet芯片和PC通讯的话可以直接通过Wireshark抓包,如果WIZnet芯片和公网直接通讯或者通讯是发生在WIZnet芯片之间,则没有办法直接抓包,这需要借助于“可以抓包的交换机”,这种交换机多数是二手产品,而且是10M的网络,比如TP-LINK TL-HP5MU。把WIZnet芯片和抓包计算机的网线分别插上交换机就可以运行抓包工具抓包。

 

Q8:怎么确保WIZnet芯片的MAC地址的唯一性?

MAC地址需要保证全球唯一。但实际上MAC地址只用于链路层,在同一局域网内才有冲突的可能。

A:解决方案:
从IEEE组织申请MAC地址。

B:解决方案:
首先必须保证MAC地址首字节为偶数,其次选取自己产品的MCU ID 序列后5个字节当做MAC地址后5个字节。