以太网控制芯片W5200特点讲解及应用

发表于 2013/5/17 16:07:46 阅读（1823）

前言

通常采用的计算机网络体系结构是一个5层结构的模型，分别是物理层（PHY）、数据链路层（MAC）、网络层（IP）、传输层（Transport）以及应用层（Application）。传统的以太网控制器将PHY和MAC整合到同一个芯片中，然后通过软件方式实现IP层及以上协议。例如，ENC28J60就是一款内置物理层（PHY）及数据链路层（MAC）的以太网控制芯片，要实现单片机与网络的互联必须使用软件实现TCP/IP协议栈。对于芯片厂商来说，必须提供基本的通信协议，如TCP、UDP等的软件代码；对于用户来说，则必须掌握一定的以太网技术及各种协议的知识，需要花费较多的学习时间才能掌握。一个完整系统的实现一般需要耗费很多时间。尤其对于低端的8位单片机来说，TCP/IP协议栈的软件实现方法会给MCU带来过重的负载，有可能无法完成数据通信功能。

韩国WIZnet公司生产的以太网控制芯片W5200整合了5层结构中的前4层，即物理层、数据链路层、网络层和传输层，并在内部利用硬件实现了TCP/IP协议栈。开发者无需专业的网络知识，使用W5200如同控制外部存储器一样简单，为用户提供了最简单的网络接入方法。全硬件TCP/IP协议栈完全独立于主控芯片，可以降低主芯片负载且无需移植繁琐的TCP/IP协议栈，便于产品实现网络化更新。

W5200特点

以太网控制芯片W5200具有以下特点：

⑴W5200支持硬件TCP/IP协议，包括TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE和以太网的PHY和MAC层，TCP/IP协议的硬件实现，使得应用协议的实现更简单容易。

⑵支持8个独立的SOCKET同时工作，可同时工作在不同的工作模式。

⑶支持低功耗模式，并支持网络唤醒，最大程度地减少功率消耗和发热。

⑷支持高速SPI接口（SPI MODE 0,3），SPI的时钟最高可达到80MHz，极大地提高了网络通信的护具传输速率。

⑸内部集成32KB存储器用于发送/接受缓存。

⑹内嵌10 BaseT/100 BaseTX以太网物理层（PHY）

⑺支持自动握手（全双工/半双工，10/100M）。

⑻支持MDI/MDIX自动翻转功能。

MDI是快速以太网 100BASE-T定义的与介质有关接口（Media Dependent Interface）。MDI是指通过收发器发送的 100BASE-T信号，即 100BASE-TX、FX、T4和T2信号。将集线器连接网络接口卡时，其发送和接收对是反接的。MDI是正常的非屏蔽双绞线（UTP，Unshielded Twisted Paired）或屏蔽双绞线（STP，Shield Twisted-Pair）连接，而MDI-X（Medium Dependent Interface cross -over）连接器的发送和接收对是在内部反接的，这就使得不同的设备（如集线器-集线器或集线器-交换机），可以利用常规的UTP或STP电缆实现背靠背的级联。

常见的网线主要分两种，一种是争先，另一种是反线。一般来说正线用于交换机连接路由器，交换机连接PC机；而反线则用于交换机连接交换机，路由器连接路由器，PC机连接PC机以及路由器连接PC机。不过近几年生产网络设备的厂商研发了一种叫线序自适应的功能，通过这个功能可以自动检测连接到自己接口上的网线类型，能够自动进行调节。MDI/MDIX自动翻转功能就是带有自动翻转功能的网络设备，在进行网络连接时，使用交叉网线或者直通网线都可以做到联通。

⑼支持ADSL连接（带PAP/CHAP认证模式的PPPoE协议）。

⑽不支持IP分片

⑾具有多功能LED指示输出（全双工/半双工、连接和速度等）。

⑿工作电压为3.3V，但端口可承受5V电压

⒀采用8脚QFN无铅环保封装

W5200适用于以下的嵌入式网络系统应用：