基于W5100的嵌入式网络通信系统

发布时间：2020-06-30 17:18:22 阅读：次来源：键盘厂家

摘要：文中介绍了一种基于新型独立以太网接口芯片W5100的软硬件设计方法。详细介绍了新型独立以太网控制器W5100的结构、功能、外围电路，并对W5100与DSP通讯和两者TCP／IP协议栈的实现进行了软硬件设计。关键词：W5100芯片；DSP；以太网；TCP／IP协议栈随着互联网的普及和以太网的迅速发展，基于以太网的控制设备越来越多，发展也越来越快。目前，以太网已经广泛地应用于各种计算机网络，通过以太网可以使不同的网络控制设备实现互连、交换数据。现在以太网由于其高度可靠性和方便灵活的接口，在嵌入式领域应用越来越普及。用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案，传统的多器件以太网连接方案是通MCU扩展以太网控制器来实现的，必要时还需要扩展外部RAM和ROM以及物理层(PHY)协议芯片和网络变压器，现在大多数设计都采用这种方案，但所用外部元件数量较多，系统需要存软件上编写TCP ／IP协议栈，导致系统开销较大，开发难度高，稳定件差，不适合低成本小型化场合。此外，采用现成的串口转网口模块，开发非常容易，但是其传输速率比较低，数组之间可靠传输的延时一般得几十毫秒，难以满足大多数场合的应用。采用W5100以太网芯片，可以大大减少外围器件，其硬件TCP／IP协议栈可以大大减少CPU开销，提高系统可靠性。下面是几种常用网络连接方案的对比(见表1)。

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1 系统的硬件结构 W5100是韩国WIZNET公司2006年推出的一款多功能的单片网络接口芯片，内部集成有10／100M以太网控制器，主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用W5100可以实现无操作系统的Internet连接。W5100内部集成了全硬件的、且经过多年市场验证的TCP／IP协议栈、以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)。硬件TCP／IP协议栈支持TCP、UDP、IPv4、ICMP、ARP、IGMP和PPPoE，这些协议已经在很多领域经过了多年验证。内部还集成有16 kB存储器用于数据传输。使用W5100不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口编程。其内部结构如图1所示。

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