Модуль WIZ820io

Технические особенности

— Самонастраивающийся сетевой модуль с разъемом Mag Jack
— Простая реализация H/W дизайна на основе чипа W5200, трансформатора и разъема RJ-45
— Быстрая установка W5200 и MCU в плату разрабатываемого устройства
— Одновременная поддержка 8 независимых виртуальных соединений
— Поддержка высокоскоростного SPI интерфейса
— Поддержка режима выключения питания и функции Wake-On-Lan
— Компактный форм-фактор (размер печатной платы: 23 мм x 25 мм)

Спецификация

Архитектура	TCP / IP	W5200
	PHY	Встроенный в W5200
	Интерфейс	10/100 Base-T Ethernet (Auto detect)
Сеть	Протокол	TCP, UDP, IP, ARP, ICMP, IGMP, PPPoE, MAC
Тип соединительного разъема		1x6 Pin (2 разъема) с шагом 2.54 мм
Питающее напряжение		3.3 В для внутренних операций, 5 В поддержка I/O
Температурный диапазон		Функционирование: -40 ~ +85^ОС Хранение: -40 ~ +85^ОС
Потребляемая мощность		10/100 Base-T — 120 мА max. (3.3 В)

1. Введение

WIZ820io — сетевые интернет-модули, включающие в себя микросхему W5200 (проводный чип TCP/IP, с поддержкой PHY), MAG-JACK (RJ45 с X’FMR и с другой логикой). Модуль может быть использован в качества самостоятельного компонента, не требующего дополнительного согласования (усиления) для сопряжения интерфейса W5200 с симметрирующим трансформатором.

Модуль WIZ820io является идеальным решением для пользователей, собирающихся корректно и быстро сопрячь свои системы с сетями Интернет.

Для получения более полной информации о принципах реализации оборудования TCP/IP, использующего микросхему W5200, обращайтесь непосредственно к описанию этого чипа.

WIZ820io состоит из микрочипа W5200 и разъема MAG-JACK.

TCP/IP, Ethernet MAC : W5200
Ethernet PHY: включено W5200
Connector : MAG-JACK(RJ45 с трансформатором)

Технические характеристики

Поддержка 10/100 Base TX
Поддержка полу/полнодуплексного функционирования
Поддержка автоматического согласования и автоматического перекрестного обнаружения
Соответствие IEEE 802.3/802.3u
Поддержка высокоскоростного SPI интерфейса (режим SPI 0, 3)
Рабочее напряжение 3.3 В при толерантности к 5 В по портам I/O
Поддержка светодиодной индикации состояния сети (network status indicator LEDs)
Включает аппаратно Internet протоколы: TCP, IPv4, UDP, ICMP, ARP, PPPoE, IGMP
Включает аппаратно Ethernet протоколы: DLC, MAC
Поддержка до 8 независимых виртуальных соединений одновременно
Поддержка режима Power down
Поддержка Wake On LAN
Поддержка сокета API для простого программирования приложений
Тип соединительного разъема: 1x6 Pin (2 разъема) с шагом 2.54 м
Компактный форм-фактор: 23 мм x 25 мм (PCB size)

2. Назначение контактов и описание

2.1 Назначение контактов

<Вид на модуль сверху>

Назначение контактов

3. Функционирование SPI интерфейса

Модуль WIZ820io является обучаемым устройством, управляемым от внешнего хоста, обозначаемого как SPI Master. SPI Master общается с W5200 через шину SPI, состоящую из четырёх сигнальных линий: Slave Chip Select (nSS) (выбор рабочего (ведомого) чипа), Serial Clock (SCLK) (системные часы (тактовый генератор)), MOSI (Master Out Slave In) и MISO (Master In Slave Out).

Протокол SPI определяет четыре режима его использования (режимы 0-3). Один режим в этом протоколе отличается от другого, в зависимости от полярности и фразы SCLK, что позволяет контролировать поток данных по шине SPI по этим параметрам и управлять им. Чип W5200 работает при этом как ведомое SPI устройство (Slave device), автоматически поддерживая наиболее распространённые SPI-режимы (режимы 0 и 3).

Единственным различием между SPI-режимами 0 и 3 является полярность сигнала SCLK в неактивном состоянии. В SPI режимах 0 и 3 данные всегда фиксируется в начале, на переднем фронте SCLK и всегда выход из последовательности на окончании SCLK.

3.1. Процесс совместного использования устройства SPI Master

1. Настройка выводов (pin) вводов/выводов ведомой микросхемы (ядра модуля) в направлении ведущих устройств (SPI Master).

2. Перестройка nSCS из состояния ‘Высокий уровень (Активный)’ в неактивный

3. Запись целевого адреса для его передачи на SPDR регистр (регистр данных SPI).

4. Записать код OP и выбрать длину кодовой посылки для передачи в SPDR регистр.

5. Сформировать блок данных для передачи в SPDR регистр.

6. Перестройка nSCS в состояние ‘Низкий’ (начало передачи данных)

7. Дождаться прохождения передаваемого блока в полном объеме

8. После окончания передачи данных, перестроить nSCS в состояние ‘Высокий уровень’

<Формат SPI кадров в W5200>

< OP/DATA адресация, длина и кодирование передаваемых последовательностей>

3.2. Процессы чтения

Процедура READ (чтение) активизируется переводом nSS в низкоуровневое состояние, а затем в адрес, посредством OP кода, передаются данные о длине кодовой последовательности и побайтно, собственно, сами данные по MOSI. OP код (OP) определяется спецификациями READ OP и WIRTE OP.

Если на OP = 0, выбирается операция чтения. В противном случае, когда на OP = 1, выбирается операция записи.

В SPI режиме W5200 обрабатывает байт READ, обозначающий начало процесса чтения, и лишь затем предоставляет (поддерживает) возможность обработки операций чтения (READ). Обработка байта READ определяется четырьмя инструкциями, состоящими из 16-битного адреса, 1-битового кода OP (0x0), 15-битным указанием длины передаваемых данных, и собственно данных, группируемых в 8-битные последовательности. В противном случае, обработка блока READ (чтение + обработка) выполняется по умолчанию, но лишь после процедуры предварительной настройки модуля (выполнения установок по соответствующей инструкции). Чтобы различить прочитанный байт READ-последовательности и корректно выполнить обработку операций чтения серийной передачи, используется информация о длине передаваемых данных. Если длина данных ‘1’, то процесс чтения байтов данных READ работает штатно. В противном случае, обработка операций чтения блока READ работает, когда длина данных составляет величину более двух тактов. MISO pin должен быть выбран после прохождения минимума MISO по заднему фронту nSS.

<Read последовательность>

3.3. Процесс записи

Процедура записи (WRITE) активизируется низким уровнем nSS, затем следует адрес, код OP, длина данных и, собственно, сами байты данных на MISO.

В режиме SPI чип W5200 обрабатывает байты WRITE и обеспечивает процесс их записи в буфер. Процедура WRITE описывается 4 инструкциями, состоящими из 16-битного адреса, 1-битного кода OP (0x1), 15-битным указанием длины передаваемых данных, и собственно данных, группируемых в 8-битные последовательности. В противном случае, обработка блока WRITE (запись + обработка) выполняется по умолчанию (серийно), в соответствии с инструкциями предварительных установок процедуры WRITE. Чтобы различить прочитанный байт READ-последовательности и корректно выполнить обработку операций чтения серийной передачи, используется информация о длине передаваемых данных. Если длина данных ‘1’, то процесс чтения байтов данных READ работает штатно. В противном случае, обработка операций чтения блока READ работает, когда длина данных составляет величину более двух тактов. MISO pin должен быть выбран после прохождения минимума MISO по заднему фронту nSS.