指向高性能嵌入式領域的W5300晶片

1.目标

W5300的目标是在高性能的嵌入式领域，如多媒体数据流服务。

与WIZnet现有的芯片方案相比较，W5300在内存空间和数据处理能力等方面都有很大的提高。W5300特别适用于IPTV，IP机顶盒和数字电视等大流量多媒体数据的传输。通过一个集成有TCP/IP协议和10/100M的以太网MAC和PHY的单芯片可以非常简单和快捷地实现Internet连接。

W5300与主机（MCU）采用总线接口。通过直接访问方式或间接访问方式，W5300可以很容易与主机接口，就像访问SRAM存储器。W5300的通信数据可以通过每个端口的TX/RX FIFO寄存器访问。由于这些特性，即使一个初学者也很容易使用W5300实现Internet连接。

2.特性：

　　l 支持软、硬件混合TCP/IP协议： TCP, UDP, ICMP, IGMP, IPv4, ARP, PPPoE, Ethernet；

　　l 支持8个独立的端口（sockets）同时连接；

　　l 网络数据传输，速率可达到80Mbps；

　　l 支持ADSL连接 (支持PPPOE协议，带PAP/CHAP验证)；

　　l 内部128K字节存储器作TX/RX缓存；

　　l 根据端口通信数据吞吐量动态调整内部TX/RX存储器分配；

　　l 内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层，支持自动应答（全双工/半双工模式）；

　　I 可选TX1:1 RX1:1 网络变压器接口YL18-2050S,YT37-1107S及YL2J011D，YL2J201A

　　l 支持自动极性变换（MDI/MDIX）；

　　l 支持8/16位数据总线；

　　l 0.18μm CMOS工艺；

　　l 3.3V工作电压，I/O口可承受5V电压,内部带1.8V电压调整器；

l LQFP-100，14x14mm无铅封装。

3.模块：

一、PLL 锁相环

　　将25MHz的时钟源经过6倍频，建立150MHz的时钟信号。150MHz的时钟用于内部单元的运行，如TCP/IP内核、主机接口管理和寄存器管理。锁相环在复位后锁定并提供稳定的时钟信号。

二、电源调节系统

　　电源调节系统通过3.3v的输入建立1.8v/150mA的输出电压。电源调节系统为W5300的内核提供电源。因此不需要其它电源调节器。为了使1.8v的电源更稳定，建议增加电容滤波。

三、主机接口管理

　　它根据数据总线的宽度或主机接口模式，检测主机总线信号，管理读写操作。

四、寄存器管理

　　它管理模式寄存器、通用（COMMON）寄存器和SOCKET（端口）寄存器。

五、存储器管理

　　它管理内部128K字节的数据存储器。由主机分配每个端口的TX/RX存储器。主机可以通过每个SOCKET的FIFO寄存器访问TX/RX存储器。

六、128K字节TX/RX DPRAM

　　这是128K字节通信数据存储器，组成16个8K字节的DPRAM (双端口RAM)。可以由主机灵活分配给每个SOCKET。

七、MII接口管理

　　它管理MII接口，根据TEST_MODE[3:0]的配置，MII接口可以在内部PHY和外部PHY（第三方PHY）之间切换。

八、内部以太网PHY

　　W5300内部集成了10BaseT/100BaseTX的以太网PHY。PHY支持半双工/全双工自动握手和MDI/MDIX自动检查。它还支持6种网络指示的LED输出，如LINK状态、速度和双工状态。

九、TCP/IP内核

　　TCP/IP内核是完全基于WIZnet网络协议处理技术进行硬件逻辑化。

　　- 802.3以太网MAC（介质访问控制） 　　

它控制以太网的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）访问。他是基于48位源/目的MAC地址的协议技术。它也允许主机通过SOCKET0控制MAC层。因此可以实现软件TCP/IP协议和硬件TCP/IP协议。

　　- PPPOE（通过以太网的点对点协议）

　　这是在以太网上实现PPP服务的协议。它将以太网数据帧的有效载荷数据封装为PPP数据帧而进行传输。当接收数据时，它拆封PPP数据帧。PPPoE支持与PPPoE服务器的PPP通信，支持PAP/CHAP验证方法。

　　- ARP（地址解析协议） 　　

ARP是通过IP地址解析MAC地址的协议。它发送ARP响应给来自对端的ARP请求。它也发送ARP请求查找对端的MAC地址，同时处理对该请求的ARP响应。

　　- IP（网络协议）　　

IP协议支持IP层的数据通信。不支持IP分片。不能接收分片的数据包。除了TCP和UDP，所有的协议号都支持。在TCP和UDP情况下，使用硬件的协议栈。

　　- ICMP（Internet控制信息协议）

　　它接收ICMP数据包，如分片的MTU、无法访问的目标及标识主机等。当收到Ping请求的ICMP数据包时，它将响应Ping应答的ICMP数据包。它支持最大119个字节的Ping请求。如果超过119个字节时，它将不再支持。

　　- IGMPv1/v2（Internet组管理协议版本1/2） 　　

它处理IGMP协议，如加入/脱离组、在UDP多播模式下报告等等。只支持IGMP的版本1和版本2。如果使用更高版本的IGMP， 则需要在IP层手动实现。

　　- UDP（数据报文协议） 　　

这是在UDP层实现数据传输的协议。它支持用户报文，如单播、多播和广播。

　　- TCP（传输控制协议）

　　这是在TCP层实现数据传输的协议。它支持“TCP客户端”和“TCP服务器”。W5300不需要主机的干预，内部处理所有的通信协议。W5300基于TOE（TCP/IP Offload引擎），通过减少主机处理TCP/IP协议时的负荷，可以极大地提升主机的性能。