Микросхема W5300

W5300 — это однокристальный скоростной Ethernet-контроллер со встроенным PHY, аппаратно реализующий стек протоколов TCP/IP и имеющий возможность работы в качестве MAC-RAW канала для программного стека протоколов TCP/IP (Web, Email, FTP, Telnet) на внешнем хосте. Является дальнейшим развитием кристалла W5100. Предназначен для использования во встраиваемых приложениях, для которых необходима высокая скорость передачи данных,используется во встраиваемых системах с Ethernet-интерфейсом и выполняют рутинную работу по подготовке данных к передаче по сети. Обеспечивает до 8 независимых соединений. 16/8 разрядная шина данных. DMA. Программируемый размер буферов TX и RX. Производительность более 50 Мбит/с на уровне приложения.

W5300 разрабатывался на базе популярного кристалла W5100, поэтому он обладает всеми базовыми функциями W5100. Основное отличие - разрядность шины данных. Новый сетевой контроллер W5300 поддерживает как 8-разрядную, так и 16-разрядную шины данных. Управляющие регистры W5300 также 16-ти разрядные. W5300 аппаратно реализует четыре уровня OSI: физический, канальный, сетевой, транспортный. Обмен данными с внешним микроконтроллером в W5300 происходит не по SPI, а по 8- или 16-разрядной шине данных, что дает возможность добиться более высоких скоростей.

Зачастую при посылке информации возникает необходимость в достаточно большом буфере для накапливания принятых пакетов, для этих целей в W5300 предусмотрена встроенная память объемом 128 кБайт.
Для совместимости с современными малопотребляющими микроконтроллерами напряжение питания W5300 сделано равным 3,3 В, но это не мешает этому котроллеру работать с системами с напряжением питания 5 В (через соответствующий стабилизатор), к тому же что его подсистема ввода/вывода адаптирована к корректному восприятию и такого напряжения.

Таблица. Различия кристаллов W5300 и W5100

Параметр	W5300	W5100
Тип корпуса	100LQFP	80LQFP
Шина адреса, бит	10	15
Шина данных, бит	16/8	8
Интерфейс подключения к микроконтроллеру	Direct/Indirect	Direct/Indirect, SPI
Доступ к памяти	Косвенная адресация через Sn_TX_FIFOR/ Sn_RX_FIFOR регистры	Прямая адресация
Объем статической памяти для буферов данных TX/RX	Конфигурируемая 128 кбайт	Фиксированный размер 16 кбайт
Скорость обработки данных, Мбит/c	Свыше 50	25
Количество одновременно поддерживаемых независимых соединений	8	4
Встроенная система тактирования	Модуль PLL на частоту 150 МГц	нет
Регулятор напряжения	Встроенный 1,8 В	нет

Основное отличие W5300 от W5100 состоит в разрядности шины данных.

Основные технические характеристики

* изменение разрядности шины данных W5300 (8 или 16 бит) зависит от подключения ножки BIT16EN.

Блок-схема

**Характеристики рекомендованных для использования с сетевым контроллером W5300 сетевых трансформаторов**
Параметр	На передающем конце	На приёмном конце
Коэффициент	1:1	1:1
Индуктивность	350 мкГн	350 мкГн

W5300 идеально подходит для реализации различных встраиваемых приложений, например:

Домашние сетевые устройства - Set Top Box, PVR, цифровые медиа адаптеры
Параллельный доступ к сетям Ethernet - POS/мини принтеры, копиры
GPIO-доступ к сетям Ethernet - домашние сетевые сенсоры и датчики
USB-доступ к сетям Ethernet - охранные устройства, устройства хранения данных, сетевые принтеры
Устройства последовательного доступа к сети Ethernet - устройства контроля доступа, LED-дисплеи и др.
Встроенные серверы
Системы охраны, видеонаблюдения - цифровая запись, сетевые камеры, контроль доступа
Системы с шифрацией данных: DVR, сетевые камеры, платёжные терминалы (киоски)
Услуги IP-телефонии и видеосвязи
Удаленный доступ к информации в быту и деловой жизни
Удаленное управление и мониторинг в промышленности, в офисных и жилых зданиях
Удалённый мониторинг с медицине
Сбор данных

Отладочное средство W5300E01-ARM

W5300E01-ARM состоит из базовой платы и установленного на ней модуля WZ830MJ, уже имеющего всю надлежащую обвязку и розетку MacJack, содержащую трансформаторы. В составе базовой платы используется встроенный процессор, на микросхеме ARM920T Samsung S3C2410A-200MHz, и аппаратный стек TCP/IP на основе W5300 в составе WIZ830MJ. С помощью последовательного порта base board и Ethernet порта на WIZ830MJ, легко настроить нужную коммуникационную среду. К отладочной плате вы можете подключать внешние устройства, имеющие USB-интерфейс, через USB-хост и и другие её порты.
W5300E01-ARM работает на Linux. После установки 64 Мб SDRAM, даже самые ресурсоемкие приложения могут работать без каких-либо проблем.

Интерфейсы:

Поддержка Ethernet посредством модуля WIZ830MJ (Basic ITEM)
GPIO
JTAG-разъем (интерфейс) на основной плате
Последовательный порт RS232С
Порт USB-хост (один порт для Host / Device)

Характерные особенности:

память ROM NAND Flash 64 MБ
память RAM SDRAM 64 MБ
микросхема W5300 в составе модуля WIZ830MJ
ЖК-дисплей 2x16 знаков с управляемым Basic ITEM совместимым портом

Базовая спецификация отладочной платы W5300E01-ARM. ITEM блочное описание товара и т.д.

Системный модуль на основе MCU 200MHz Samsung S3C2410A ARM RISC Processor ARM920T
Интерфейсная часть на основе модуля WIZ830MJ + USB Device Port
Символьный ЖК дисплей и светодиоды и кнопочные переключатели 2Ea для целей отладки
Коннектор с полнем на 56 Pin (28 Pin х 2) с 2.54 мм шагом Pin-холдера
Порт с расширением на 120 Pin (40pin х 3) с 2.54 мм шагом Pin-холдера
Блок питания DC 5V / 2A (Adapter Basic ITEM)
Размеры рабочей платы (PCB) 118 х 97 мм

Соединение отладочной платы W5300E01-ARM с компьютером. Пример 1

Соединение отладочной платы W5300E01-ARM с компьютером. Пример 2

Спецификация оборудования, реализованного на основе W5300

Отладочная плата

Сетевые модули

S2E модули

Модули удобно использовать как компонент для ускоренной разработки сетевых приложений. Они имеют разъемы для установки их на базовую плату. Принципиальные схемы модулей можно найти на сайте производителя и в технических описаниях продуктов, преставленных на сайте компании МТ-Систем.

Ссылки на учебник, статьи и видео (You Tube)