Микросхема W5200

Cетевой контроллер W5200 от компании WIZnet — известного производителя аппаратных Ethernet-решений — выпущен в начале 2011 года. Реализованные в нём режимы Power Down (с возможностью его активации и выхода из него по сети) и Wake-On-LAN дают возможность более гибкой настройки разрабатываемого устройства при реализации функций энергосбережения, и поэтому эта микросхема предназначена, прежде всего, для использования во встраиваемых приложениях с повышенными требованиями к энергопотреблению.

W5200 — это однокристальный сетевой контроллер с PHY, аппаратно реализующий все протоколы транспортного, сеансового и сетевого уровней стека TCP/IP (TCP, IP, UDP, ICMP, ARP, DLC и MAC) + протокол PPPoE (PPP over Ethernet) ) с PAP/CHAP протоколами аутентификации. Отличительной особенностью миросхем от W5100? W5200 и W5300 является высокоскоростной SPI-интерфейс, работающий на частоте 80 МГц. Отказ от параллельного интерфейса позволил производителю уменьшить габаритные размеры чипа, используя малогабаритный корпус 48-QFN. Поддержка TCP/IP в W5200 реализована аналогично контроллеру W5300.

Отличительными особенностями контроллера W5200 в сравнении с W5300 являются:

Наличие только последовательного интерфейса SPI (mode 0, 3), работающего на частоте до 80 МГц
Режим "Power down" с возможностью активации при получении специального пакета по сети. В данном режиме энергопотребление составляет 2 мА.
Компактный корпус 48-QFN

Особенности:

Аппаратная поддержка стека протоколов TCP/IP: TCP, UDP, ICMP, IPv4, ARP, IGMP, PPPoE
Возможность работы в качестве MAC-RAW канала для программного стека протоколов TCP/IP (Web, Email, FTP, Telnet) на внешнем хосте
Одновременная и независимая поддержка 8-ми соединений
Поддержка ADSL подключений (и поддержка протокола PPPoE с режимом распознавания PAP/CHAP)
Не поддерживает IP фрагментацию (разбиение пакетов данных на части)
Un-неуязвимой сетевой движок, реализованный аппаратно, для предотвращения сетевых атак, таких как переполнение, подмены пакетов (вброс)
32 Кбайт внутренней памяти для обмена данными (внутренняя TX/RX память)
Аппаратная реализация физического уровня сети для 10BaseT/100BaseTX Ethernet
Автоопределение типа передачи данных: полнодуплексное или полудуплексное
Функция автоопределения MDI / MDIX
Высокоскоростной интерфейс SPI
Поддержка интерфейса с двумя режимами адресации: прямой и косвенной
Светодиодные LED выходы (индикация TX, RX, полный/полудуплекс, скоростные коллизии линка)
Напряжение питания 3,3В; линии ввода/вывода поддерживают уровни сигналов 5В
Корпус 48 QFN (7x7 мм)
Соответствует стандарту RoHS

Структурная схема контроллера W5200

Алгоритмы использования контроллера W5200 в качестве ТСР-сервера и ТСР-клиента

Схема соединения сетевого контроллера W5200 с управляющим контроллером

Потребление микросхемы W5200 в различных режимах (включая Power Down)

Рекомендуемые развязывающие трансформаторы, для их соместного использования с W5200

Отладочные средства

Модуль W5200E01-M3 представляет собой мезонинный отладочный модуль, предназначенный для тестирования возможностей микросхемы W5200. В качестве управляющего контроллера используется ARM Cortex-M3 STM32F103C8. Контроллер может быть использован для реализации различных периферийных функций, например последовательных интерфейсов. Один из его интерфейсов UART выведен на аппаратный USB-мост FT232R, что позволяет подключать модуль к ПК по интерфейсу USB. Остальные выводы контроллера выведены на два внешних штыревых 20-выводных разъема J1 и J2.

В состав отладочного набора входят также готовые примеры для реализации различных сетевых приложений.

Питание модуля может обеспечиваться по шине USB или через один из выводов разъема J1.

Блок-схема отладочного средства W5200E01-M3

При необходимости использования разъема мини-USB для подключения USB-оборудованная компьютера под управлением Windows, диспетчер устройств без проблем опознает отладочный модуль W5200E01-M3, если перед этим был правильно установлен драйвер USB-to-Serial. Если USB-to-Serial адаптер не функционирует должным образом, необходимо скачать корректную версию драйвера USB-to-Serial на сайте www.ftdichip.com. Применимость версий драйверов, представленных на сайте, для различных операционных систем раскрыта в техническом описании отладочного модуля W5200E01-M3.

Особенности и преимущества

STM Cortex-M3 на основе тестовой платы для чипа W5200
40 pin расширение на основе встроенного pin-header
Светодиодная индикация (LED) : Индикация питания, последовательный TX/RX, 2 LED пользователи
Переключатели : Выбор режима / Перезапуск
USB порт : может быть подключен к ПК для питания посредством последовательного интерфейса

Спецификация оборудования

ITEM	Описание, характеристика
MCU	STM32F103C8 (Cortex-M3 ядро)
TCP/IP	W5200
USB to Serial Converter	FT232RQ с коннектором USB mini
MAG Jack	BS-RB10005 (трансформатор + RJ-45)
LED	2 LED пользователи, 2 LED последовательного статуса, 1 LED питание
Кнопки и переключатели	1 переключатель установки режима, 1 переключатель запуска и остановки ПО
Порт расширения	MCU расширения порта с шагом 40 pin-header в 2.54 мм
Размеры платы (PCB Size)	28 мм x 52 мм

Продукты, выпускаемые на основе контроллера W5200

Отладочная плата

Сетевой модуль

Открытое оборудование

W5200E01-M3

WIZ820io

W5200 Ethernet Shield

Целевое использование сетевого контроллера W5200

W5200 хорошо подходит для многих встраиваемых приложений, в том числе:

Домашние сетевые устройства: приставки Set Top Box, персональные видеорекордеры (PVR), цифровые мультимедиа-адаптеры
Устройства последовательного доступа в сеть Ethernet: контроль доступа, LED дисплеи, беспроводные точки доступа, реле и др.
Устройства параллельного доступа в сеть Ethernet: POS/мини-принтеры платёжных терминалов, копиры
Устройства, использующие USB-доступ к сетям Ethernet: устройства хранения данных, сетевые принтеры
Устройства, использующие GPIO доступ к сетям Ethernet: домашняя сеть датчиков
Услуги IP-телефонии
Системы безопасности: видеорегистраторы, сетевые камеры, системы охраны, системы контроля доступа, киоски (платёжные терминалы)
Удаленное управление и мониторинг в промышленном производстве и системах автоматизации офисных и жилых зданий
Удаленный доступ к информации в быту и деловой жизни
Оборудование медицинского контроля
Встроенные серверы
Сбор данных

Ссылки на учебник, статьи и видео (You Tube)


W5200 Performance Test with Arduino DUE, Maple & Teensy 3.0	W5200 Ethernet Shield	W5200 Eagle CAD

W5200 Arduino Ethernet Library

Microchip, W5200 Ethernet Pictail [PLUS] Board

W5200 in Atmel’s Low Cost Gateway Reference Design

*) При перепрошивке контроллера W5200 к более новым версиям ПО, чем FW 1.3.0, пожалуйста, обновите в прошивочном ПО файл по адресу "работа/APP/источник/W5200/socket.c" с предыдущим кодовым приложением (версией) до последней актуальной, и лишь после этого используйте его.