以太网接口芯片W5500与ENC28J60对比.pdfVIP

以太网接口芯片W5500 与ENC28J60 对比 目前较为成熟的单片机接入以太网方案：W5100 和ENC28J60，都是被常常使用到的芯片，这 两种方案也可以说是硬件协议栈和软件协议栈的典型代表，都经得住市场考验。除了在传统单片机的 以太网接入中被广泛使用，也能看到他们在开源硬件的以太网扩展以及物联网应用等方面发挥的重要 作用。W5500 是WIZnet 必威体育精装版的以太网芯片，这里就拿W5500 来做比较。表1 为W5500 与ENC28J60 基本参数对比表。 表 1 W5500 于 ENC28J60 基本参数对比 1、硬件参数对比 （1）ENC28J60 芯片结构方面，结构比较简单，通过内置MAC+PHY 芯片来实现简单的以太网物理层连接，用户需 要自己创建或市场上的第三方库方能实现应用层的设计； PHY 芯片方面，内置了一块10M BASE-T 芯片，基本可以满足目前通信需要；接口方面，采用最高10MHz 的SPI 接口；缓存方面，ENC28J60 仅提供8KB 内部收发缓存，在目前处理大量数据要求的背景下显得捉襟见肘。 （2 ）W5500 芯片结构方面，内部由TCP/IP 协议栈+MAC+PHY 构成，拥有非常完善的官方应用库，极大缩短开 发周期，可以完美实现以太网接入要求；PHY 芯片方面，10M/100M BASE-T 自适应芯片让W5500 表现更为出色；接口方面，W5500 采用新的高效SPI 协议支持80MHz 速率；缓存方面，W5500 内 置32KB 收发缓存，用户可以同时使用8 个硬件Socket 独立通信，且各个Socket 之间互不影响。 2 、TCP/IP 协议栈 ENC28J60 采用的是传统的软协议操作，需要主控MCU 不断的响应中断，这在很大程度上占用了 MCU 的资源来跑软协议栈。经过测试发现，随着需要响应的事件增多，MCU 的处理效率直线下降， 会严重影响通信质量。 W5500 采用的是必威体育精装版的TOE （TCP 卸载引擎）技术，不同于传统的软协议栈，通过内置TCP/IP 硬 件协议栈也就是硬件逻辑电路，在W5500 芯片内完成TCP/IP 握手请求，基本上不占用MCU 内部资 源，能够极大地提高MCU 工作效率。测试结果显示，当同时开启多个Socket 进行数据通信，MCU 处理能力基本不受影响，这对通信质量以及MCU 的寿命都是关键性因素。 3 、实际通信速率对比 下面是我采用野火STM32 开发板分别对W5500 和ENC28J60 在ping 命令和数据回环测试方面得出 的有效对比结果。 3.1 测试环境 测试平台：野火IO-32min STM32 开发板 主芯片：STM32F103VET6 SPI 时钟速率：8M 3.2 对比项目一：ping 返回速率 连接方式：直连。 图1a ENC28J60 ping 返回速率测试 图1b W5500 ping 返回速率测试 如图1a 和1b 显示的测试结果，ENC28J60 平均延时为2ms ，而W5500 平均延时为0ms，基 本可以忽略。 3.3 对比项目二：数据回环测试 测试方法：上位机调试软件发数据给下位机（ENC28J60 和W5500 ），下位机收到数据后，将数据 回复给上位机，上位机接收到回复的数据就发新的数据。 测试软件：AX1、Wireshark 、Windows 任务管理器。 图2a ENC28J60 数据回环测试（AX1 ） 图2b ENC28J60 数据回环测试（Wireshark ） 图2c ENC28J60 数据回环测试（Windows 任务管理器），显示本地连接为10M 图3a W5500 数据回环测试（AX1 ） 图3b W5500 数据回环测试（Wireshark ） 图3c W5500 数据回环测试（Windows ），显示本地连接为100M 如图2a 、2b、2c 所示，ENC28J60 的单向回环速率约为0.18Mbps，最高总速率约为0.36Mbps ，本地 连接为10Mbps。 如图3a 、3b、3c 所示，W5500 单向回环速率约为1.28Mbps，最高总速率约为3.3Mbps ，本地连接为 100Mbps 。 4 、代码量对比