原创 基于W5300的高速硬件以太网解决方案

本文介绍了一个用WIZnet网络芯片W5300来制作数据采集、远程控制的方案

北京博控自动化有限公司引进的第三代高速硬件以太网协议芯片W5300，很好的解决了上述问题，它本身还集成了高度成熟的TCP/IP 协议栈、以太网MAC 层、PHY 层等，支持TCP，UDP，IPv4，ICMP，ARP，IGMP 和 PPPoE 等协议，这些协议已经在很多领域经过了多年的验证。它支持8 个独立的Socket 通信，内部128K 字节的发送/接收缓冲区可快速进行数据交换，最大有效通信速率可达70Mbps(DMA 模式)。使用W5300 不需要考虑以太网的控制，只需要进行简单的端口（Socket）编程，像访问外部存储器一样简单。

W5300 支持8 位/16 位的数据总线，可采用之间连接或间接连接的并行方式进行连接。它大大的减小了硬件接口设计和网络编程的工作量，并且可以实现可靠稳定运行的远程数据通讯系统，可广泛应用与各种安全检测，电力系统的测量监控音视频传输，远程信息传输等领域。下图1 为W5300 的系统构架图：

例如，将以太网技术引入以DSP 为核心的嵌入式系统，使DSP 芯片具备网络连接功能，PC 就通过网卡与DSP 嵌入式模块进行大量数据交换并对其进行实时控制。

下面给出了一种 TMS320VC5509A 和W5300 相结合的嵌入式网络控制系统，应用程序由DSP 来执行，而网络协议的处理与数据的传输则由W5300 来实现，在进行系统设计时不必考虑网络协议的细节，只需要解释并执行网络芯片传送过来的指令和数据就可以实现与Internet 网络连接，且不需要操作系统的支持，具有接口电路简单，编程方便等待点。系统框图如下图2 所示：

该系统通过DSP 给CPLD 发出一个采集命令，由CPLD 控制CMOS 图像传感器向FIFO 写入图像数据，同时DSP 通过DMA 将图像转移至SDRAM 中并进行图像处理，在处理结束后，将处理的结果通过以太网传给微机或其他设备，对其I/O 接口经扩展后，可与PLC 等执行装置相连，被外部执行器触发，完成图像的采集处理，达到远程控制检测目的。

依托W5300完善的TCP/IP 协议处理功能，使DSP 在没有操作系统的支持下接入Internet网络，具有简单、可靠、价格低廉等优点，具有非常好的应用前景。当然，W5300也可以与51、AVR、PIC、ARM 等控制器完美结合使用，快速为你的产品提供稳定可靠的网络接入能力。

目前，机顶盒、数字多媒体设备、工业控制、网络打印机、视频监控、网络门禁以及工厂与建筑自动化等都已经有非常成熟的应用。

本文作者：北京博控自动化有限公司 王少克

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