Сетевые контроллеры и микросхемы WIZnet

Инженерный подбор и расчет условий поставки Ethernet-контроллеров, однокристальных микроконтроллеров и коммуникационных модулей WIZnet для промышленного оборудования.

Аппаратные сетевые контроллеры Ethernet W5500 и W5100S

Интегральные микросхемы WIZnet серий W5500 и W5100S реализуют аппаратную обработку сетевых протоколов без нагрузки на центральный процессор. Чипы содержат встроенные блоки MAC и PHY 10/100 Ethernet, поддерживают высокоскоростной интерфейс SPI и до восьми независимых сокетов.

Аппаратный стек TCP/IP полностью разгружает микроконтроллер от сетевых задач
Тактовая частота интерфейса SPI достигает 80 МГц для быстрой передачи пакетов
Встроенный буфер памяти объемом 32 КБ обеспечивает надежный буфер данных узла
Компактный корпус LQFP с низким энергопотреблением для промышленного монтажа

Контроллеры Ethernet с двойным стеком IPv4 и IPv6 серии W6100

Сетевые контроллеры WIZnet W6100 поддерживают одновременную работу с адресными пространствами IPv4 и IPv6 на аппаратном уровне. Микросхемы оптимизированы для промышленного интернета вещей, систем распределенного сбора телеметрии и высоконадежных коммуникационных шлюзов.

Одновременная аппаратная поддержка стеков IPv4 и IPv6 для современных сетей
Восемь независимых аппаратных сокетов с индивидуальной настройкой протоколов
Поддержка системной параллельной шины и скоростного последовательного интерфейса SPI
Интегрированный трансивер 10/100 Ethernet с автоматическим согласованием линии

Микроконтроллеры со встроенным Ethernet iMCU серии W7500

Однокристальные процессоры WIZnet W7500 и W7500P объединяют 32-битное вычислительное ядро ARM Cortex-M0, энергонезависимую память программ и аппаратный сетевой стек. Решения применяются в компактных датчиках автоматизации, приборах учета и блоках удаленного управления.

Промышленное ядро ARM Cortex-M0 с низким уровнем потребления электрической энергии
Встроенная флеш-память объемом 128 КБ для хранения управляющей программы узла
Интегрированный физический уровень Ethernet PHY в модификации микросхемы W7500P
Набор цифровых периферийных интерфейсов UART, SPI, I2C и каналов таймеров АЦП

Модули преобразования интерфейсов Serial в Ethernet серии WIZ750SR

Готовые коммуникационные модули WIZnet WIZ750SR и WIZ550SR предназначены для быстрой интеграции промышленного оборудования с интерфейсами RS-232, RS-485 и TTL в локальные вычислительные сети. Модули не требуют модификации встроенного программного обеспечения станков.

Преобразование протоколов UART в пакеты TCP/IP на аппаратной платформе узла
Поддержка режимов работы TCP-сервер, TCP-клиент и широковещательного протокола UDP
Конфигурирование рабочих параметров через веб-интерфейс или команды терминала
Компактные габариты печатной платы для прямой установки в разъемы оборудования

Встраиваемые сетевые модули со встроенным разъемом серии WIZ550io

Сетевые мезонинные модули WIZnet серии WIZ550io и WIZ850io объединяют чип аппаратного контроллера, цепи тактирования и разъем Mag-Jack с интегрированным трансформатором. Модули ускоряют разводку печатных плат и изолируют чувствительные сигнальные цепи микроконтроллера.

Встроенный трансформаторный разъем Mag-Jack с гальванической развязкой линии
Предустановленный аппаратный MAC-адрес узла для быстрого пуска в эксплуатацию
Минимальный набор внешних пассивных компонентов для сопряжения с платой узла
Штыревые разъемы стандартного шага для надежного поверхностного монтажа блока

Беспроводные интерфейсные модули Wi-Fi серии WizFi360

Промышленные радиомодули WIZnet серии WizFi360 обеспечивают беспроводную передачу данных по стандарту 2.4 ГГц 802.11 b/g/n. Модули управляются стандартными AT-командами через интерфейс UART и находят широкое применение в подвижных узлах автоматизации и беспроводных датчиках.

Поддержка стандартов беспроводной передачи данных Wi-Fi 2.4 ГГц 802.11 b/g/n
Управление режимами сетевой связи набором стандартизированных AT-команд узла
Совмещенные режимы работы точки доступа SoftAP и беспроводного клиента сети
Встроенная антенна на печатной плате либо разъем для подключения внешней антенны

Аппаратный сетевой стек Hardwired TCP/IP и разгрузка хост-процессора

Аппаратный сетевой стек Hardwired TCP/IP компании WIZnet представляет собой монолитную логическую реализацию транспортного и сетевого уровней модели OSI непосредственно в кремниевой структуре микросхемы.

В отличие от традиционных программных стеков, исполняемых операционной системой хост-контроллера, аппаратный механизм WIZnet выполняет обработку заголовков пакетов, вычисление контрольных сумм и управление скользящим окном приема без привлечения тактов центрального процессора.

Это исключает переполнение программного стека, предотвращает зависание управляющей программы при сетевых широковещательных штормах и гарантирует фиксированное детерминированное время реакции на сетевые события в автоматизированных комплексах.

Интеграция шины SPI и оптимизация пакетной передачи данных

Подключение сетевых контроллеров W5500 и W5100S к внешним управляющим микроконтроллерам осуществляется по высокоскоростной четырехпроводной шине SPI с поддержкой частот передачи данных вплоть до 80 МГц.

Для достижения максимальной пропускной способности канала обмена микросхемы WIZnet реализуют режим пакетной непрерывной передачи данных с автоматическим инкрементом внутреннего адреса буфера.

Наличие независимых аппаратных регистров указателей чтения и записи для каждого сокета позволяет организовать кольцевые буферы в памяти чипа, минимизируя накладные расходы на формирование служебных команд протокола обмена между микросхемой и управляющим процессором при непрерывном приеме.

Организация аппаратных сокетов и многопоточная сетевая обработка

Внутренняя память сетевых контроллеров WIZnet емкостью 32 КБ гибко распределяется между независимыми аппаратными сокетами, позволяя назначать каждому каналу необходимый размер приемного и передающего буфера.

Каждый из аппаратных сокетов способен функционировать в автономном режиме, поддерживая независимые сессии протоколов TCP, UDP, IPRAW или MACRAW.

Это дает возможность одновременно удерживать соединение с верхним уровнем диспетчеризации SCADA, транслировать регулярные телеметрические сообщения по протоколу UDP и принимать команды управления от инженерного терминала без риска взаимной блокировки и потери критически важных данных в производственных сетях.

Двойной стек IPv4 и IPv6 в промышленных сетевых контроллерах W6100

Переход систем промышленной автоматизации на адресацию IPv6 требует надежной поддержки расширенного адресного пространства без усложнения схемотехники оконечных устройств.

Сетевой контроллер W6100 содержит аппаратные блоки обработки заголовков IPv6, автоматической генерации локальных адресов и поддержки протокола обнаружения соседей NDP.

Аппаратное разделение потоков IPv4 и IPv6 внутри чипа позволяет эксплуатировать оборудование в смешанных производственных сетях без установки внешних шлюзов трансляции адресов, обеспечивая прямое безопасное подключение полевых датчиков и исполнительных механизмов к корпоративным серверам предприятия.

Преобразование промышленных интерфейсов Serial в Ethernet модулями WIZ750SR

Модули серии WIZ750SR реализуют прозрачный аппаратный мост между последовательными интерфейсами RS-232, RS-485 или UART и сетью Ethernet.

В основе модуля применен специализированный процессор W7500P с архитектурой ARM Cortex-M0, который синхронизирует прием байтовых посылок от станочных ЧПУ или датчиков и немедленно упаковывает их в кадры TCP/IP.

Конфигурирование скорости передачи данных, битов четности, режимов работы TCP-сервера или TCP-клиента осуществляется через терминальные AT-команды либо защищенную веб-страницу, что позволяет быстро интегрировать унаследованное оборудование в современные цифровые системы диспетчеризации.

Схемотехника узлов Ethernet с модулями Mag-Jack и гальванической развязкой

При проектировании надежных интерфейсных узлов на базе контроллеров WIZnet решающее значение имеет электромагнитная совместимость и устойчивость к импульсным помехам.

Сетевые модули WIZ550io содержат встроенный соединитель Mag-Jack со встроенным трансформатором с гальванической изоляцией 1.5 кВ, фильтрами синфазных помех и цепочками подавления переходных процессов.

Такая компоновка предотвращает протекание уравнительных токов по экранам кабелей, подавляет синфазные наводки от соседних мощных частотных преобразователей и защищает полупроводниковые кристаллы от повреждения электростатическими разрядами при подключении кабелей.

WIZnet и названия моделей — товарные знаки их правообладателей. Они указаны только для обозначения оборудования, для которого мы подбираем запчасти. Компания SpareX не является официальным дилером, дистрибьютором или представителем WIZnet и не связана с правообладателем. Происхождение, документы и гарантия указываются по каждой позиции в коммерческом предложении.