Varias soluciones para que 51 microcontroladores se conecten a Ethernet
1. Solución MAC PHY
La llamada pila de protocolos TCP/IP es un nombre colectivo para una serie de protocolos de red, que incluyen no solo el conocido protocolo TCP e IP. protocolo.
También existen el protocolo ICMP (Mensaje de control de Internet), el protocolo IGMP (Gestión de grupos de Internet), el protocolo ARP (Resolución de direcciones) en la capa de red, el protocolo UDP (Paquete de datos de usuario) en la capa de transporte y capa de aplicación: protocolo HTTP (transferencia de hipertexto), protocolo DNS (resolución de nombres de dominio), protocolo FTP (transferencia de archivos), protocolo SMTP (administración simple de correo), etc.
La solución de acceso Ethernet tradicional consiste en MCU MAC PHY y luego agrega una interfaz de red para realizar la conexión física de Ethernet. Las aplicaciones de comunicación y de capa superior se realizan implantando el código de protocolo TCP/IP en el control principal. chip.
Las soluciones más maduras implementadas utilizando esta pila de protocolos TCP/IP de software incluyen ENC28J60, CS8900A, DM9000 y, por supuesto, también hay soluciones PHY como STM32F107 (con MAC integrado).
2. Solución de chip de pila de protocolos de hardware
Al agregar directamente una interfaz de red al chip de pila de protocolos de hardware de MCU (incluidos MAC y PHY), puede realizar fácilmente la conexión en red del microcontrolador y todo el procesamiento. El trabajo del protocolo TCP/IP se completa a través de la "pequeña secretaria" de la MCU: el chip de pila de protocolos de hardware.
El núcleo del chip Ethernet se compone de TCP, UDP, ICMP, IGMP y otros protocolos en la capa de transporte, IP, ARP, PPPoE y otros protocolos en la capa de red, y MAC en la capa de enlace. , además de la capa física y los registros periféricos, la memoria y las interfaces SPI forman esta completa solución Ethernet basada en hardware.
Este conjunto de pila de protocolos TCP/IP de hardware reemplaza a la MCU anterior para manejar estas solicitudes de interrupción. Es decir, la MCU solo necesita procesar datos de la capa de aplicación orientada al usuario, incluida la capa de transporte, la capa de red y la capa de red. La capa de enlace y la capa física se completan con el chip periférico WIZnet.
Esta solución simplifica el modelo de red de cinco capas mencionado anteriormente desde los aspectos de sobrecarga de hardware y desarrollo de software, y simplifica las soluciones de desarrollo de productos. De esta manera, los ingenieros ya no tienen que enfrentarse a códigos de protocolo de comunicación engorrosos y solo necesitan comprender funciones de registro simples y programación de sockets para completar la parte de desarrollo de funciones de red del trabajo de desarrollo de productos.
Información ampliada
Protocolo Ethernet:
Una trama de transmisión física Ethernet estándar consta de siete partes.
PR SD DA SA TYPE DATA FCS
Bit de separación de sincronización dirección de destino dirección de origen tipo campo segmento de datos secuencia de verificación de trama 7 1 6 6 2 46～1500 4
Excepto por la longitud variable del segmento de datos, la longitud de otras partes es fija. El segmento de datos es de 46 a 1500 bytes. Ethernet estipula que la longitud máxima de todo el paquete de transmisión no puede exceder los 1514 bytes (14 bytes son DA, SA y TYPE), y la longitud mínima no puede ser inferior a 60 bytes.
Además de los 14 bytes de DA, SA y TYPE, se deben transmitir 46 bytes de datos. Cuando los datos en el segmento de datos tienen menos de 46 bytes, se requiere relleno. los caracteres no están incluidos en el campo de longitud; cuando supera los 1500 bytes, es necesario dividirlos en varias tramas para su transmisión.
De hecho, al enviar datos, los segmentos de datos PR, SD, FCS y los campos de relleno son generados automáticamente por el controlador Ethernet cuando se reciben datos, PR y SD se omiten, y una vez que el controlador es válido; Si se detecta un campo de preámbulo (es decir, PR, SD), se considera que ha comenzado la recepción de datos.