STM32 以太网W5500

只看该作者 · 2022-4-30 17:40

W5500简介

W5500 是一款全硬件 TCP/IP 嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。

特点：

支持硬件 TCP/IP 协议： TCP, UDP, ICMP, IPv4, ARP, IGMP, PPPoE
支持8个独立端口（Socket）同时通讯
支持高速串行外设接口SPI（ 80MHz 速率）
内部32K字节收发缓存
LED状态显示
支持掉电模式、网络唤醒

只看该作者 · 2022-4-30 17:41

以太网接入方案

1、MAC+PHY方案
MCU内部自带MAC,由于软件协议栈操作需要主控不断响应中断，极大程度上占用了MCU的资源。

只看该作者 · 2022-4-30 17:55

优缺点：
软件协议栈需要主控不断地响应中断，占用资源大，会影响通信质量
代码量占用大，内存资源占用多；安全角度，容易收到攻击

只看该作者 · 2022-4-30 17:56

2、硬件协议方案
用硬件化的逻辑门电路实现所有的处理TCP/IP协议的工作。MCU只需要处理面向用户的应用层数据即可，传输、网络、链路层以及物理层全部由外围硬件芯片完成。

只看该作者 · 2022-4-30 18:01

只看该作者 · 2022-4-30 18:02

优缺点：
硬件协议栈，减少了单片机中断次数，通信速度快；
代码量少，比软件协议栈安全；
相比软件协议栈灵活性差，目前只支持8个socket

只看该作者 · 2022-4-30 18:03

引脚连接

只看该作者 · 2022-4-30 18:03

SPI读写访问

W5500 的 SPI 数据帧包括了 16 位地址段的偏移地址， 8 位控制段和 N 字节数据段。

只看该作者 · 2022-4-30 18:04

写访问

只看该作者 · 2022-4-30 18:05

在 VDM （可变数据长度模式）模式下， SPI 数据帧的控制段：读写控制位（RWB）为‘1’,如果是读则为‘0’，工作模式位为’00’。
此时外设主机在传输 SPI 数据帧之前，须拉低 SCSn 信号引脚。
然后主机通过 MOSI 将 SPI 数据帧的所有位传输给 W5500 ，并在 SCLK 的下降沿同步。
在完成 SPI 数据帧的传输后，主机拉高 SCSn 信号（低电平到高电平）。
当 SCSn 保持低电平且数据段持续传输，即可实现连续数据写入。

只看该作者 · 2022-4-30 18:06

1 字节数据写访问示例
Offset Address = 0x0018
BSB[4:0] = ‘00000’
RWB = ‘1’
OM[1:0] = ‘00’
1st Data = 0xAA

只看该作者 · 2022-4-30 18:06

只看该作者 · 2022-4-30 18:07

在传输 SPI 数据帧之前，外设主机须拉低 SCSn，然后主机在时钟（SCLK）跳变时同步
传输 1 位数据。在 SPI 数据帧传输完毕后，外设主机拉高 SCSn

只看该作者 · 2022-4-30 18:07

寄存器以及地址

W5500 有 1 个通用寄存器，8 个 Socket 寄存器区，以及对应每个 Socket 的收/发缓存区。每个区域均通过 SPI 数据帧的区域选择位（BSB[4:0]）来选取。

只看该作者 · 2022-4-30 18:08

每个 Socket 分配多大的收/发缓存，必须在 16 位的偏移地址范围内（从0x0000 到 0xFFFF）

只看该作者 · 2022-4-30 18:09

以下对地址的一些理解
在寄存器偏移计算的宏定义,采用宏定义方便计算socket n所使用的地址

复制

#define WIZCHIP_CREG_BLOCK          0x00         //< Common register block

#define WIZCHIP_SREG_BLOCK(N)       (1+4*N) //< Socket N register block

#define WIZCHIP_TXBUF_BLOCK(N)      (2+4*N) //< Socket N Tx buffer address block

#define WIZCHIP_RXBUF_BLOCK(N)      (3+4*N) //< Socket N Rx buffer address block

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