W5300控制器详细设计及使用说明文档

目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 1 引言 51.1 编写目的 51.2 定义 51.3 参考资料 52 W5300控制器的实现流程 62.1 实现流程图 62.2 流程简要说明 63 流程控制 73.1 W5300RESET 73.2 W5300初始化 73.2.1 数据位宽设置 73.2.2 主机接口模式和时序设置 73.2.3 host主机中断设置 93.2.4 基本网络信息设置 103.2.5 重新发送参数设置 113.2.6 SOCKETn的内部TX/RX存储器空间分配设置 113.3 数据通信 123.3.1 SOCKET初始化 133.3.2 SOCKET建链 153.3.3 SOCKET数据通信 183.3.4 SOCKET关闭 194 逻辑实现 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 194.1 逻辑架构 194.2 接口控制模块 204.2.1 读时序实现 204.2.2 写时序实现 214.2.3 实现状态机 224.2.4 接口定义 234.3 主控制模块 234.3.1 实现状态机 234.3.2 接口定义 244.4 初始化配置模块 244.4.1 实现状态机 244.4.2 接口定义 254.5 SOCKET驱动模块 254.5.1 实现状态机 254.5.2 接口定义 265 性能指标 265.1 支持SOCKET数以及协议 265.2 网络延时 265.3 传输带宽 266 使用指南 276.1 接口说明 276.2 配置参数说明 296.3 关键时序 296.4 状态寄存器 29引言编写目的定义参考资料·《High-performance_Internet_Connectivity_Solution_W5300_V1.2.3》·《W5300中文用户数据手册_V1.2.2》W5300控制器的实现流程本W5300控制器在16位数据的直接模式地址方式的基础上实现。实现流程图流程简要说明1.W5300reset：W5300工作之前，需要对其进行复位，复位低电平有效，并且至少保持2us（W5300不支持上电复位，必须通过‘/reset’接口对其进行复位）。2.Waitforatleast10ms：W5300复位后，需要等待至少10ms使得W500内部锁相环稳定后，才能进行W5300初始化操作。3.W5300initialization：初始化W5300就是将相应的参数按照写时序要求写入寄存器。初始化分为3个步骤：1)主机接口配置：设置主机接口模式和时序，设置数据位宽，设置主机中断。2)设置网络信息：设置数据通信的基本信息（SHAR、GAS、SBUS和SIPR）；设置重新发送的时间间隔和重发次数。3)内部TX/RX存储器分配：定义内部TX/RX存储器大小及SOCKTEn的TX/RX存储器大小。4.Datacommunicate：对使用的COCKETn初始化，进行发送、接收数据及相关配置。流程控制W5300RESET通过W5300芯片的‘/RESET’接口对芯片进行复位，低电平有效。RESET信号低电平至少持续2us，为了使锁相环逻辑稳定，复位信号恢复高电平后至少等待10ms，见图3.1-1。W5300不支持上电复位。因此必须由外部系统给出复位信号。 在复位信号有效的2us期间，需要对‘BIT16EN’接口进行配置。‘BIT16EN’为16/8位数据位选择，它确定W5300的数据位的宽度：高电平选择16位数据位，低电平选择8位数据位。在复位期间，它被锁存在模式寄存器（MR）的第15位，复位后它的改变不会产生影响。即数据位的宽度在复位后不会发生改变。图3.1-1W5300复位初始化 W5300初始化数据位宽设置数据位宽的设置可参见3.1节，根据实际使用，‘BIT16EN’接口信号可以始终配置为‘1’。主机接口模式和时序设置主机的接口模式和时序设置即为对W5300的模式（MR）寄存器进行配置：·MR寄存器地址：0x000·MR基础器配置值：0xB800下表3.2.2-1为MR寄存器的配置说明：表3.2.2-1MR寄存器 位 符号 说明 MR[15] DBW 数据总线宽度0：8位数据总线宽度1：16位数据总线宽度在W5300复位期间，这个值由BIT16EN引脚的电平确定。复位后，这个值不改变。 MR[14] MPF MAC层终止数据报文0：正常报文1：终止报文当从路由器或交换机收到终止报文时，该位置‘1’。当设置为‘1’时，将停止数据传输，直到该位为‘0’ MR[13] WDF2 写数据访问时间当写数据操作时，/CS为低电平后，W5300在WDF×PLL_CLK时间后取写入的数据，如果主机写操作在WDF×PLL_CLK完成（/CS恢复为高电平），写入的数据在‘/CS’为高电平时取走 MR[12] WDF1 MR[11] WDF0 MR[10] RDH 读数据保持时间0：没有数据保持时间1：数据保持时间为2×PLL_CLK在主机进行读操作时，当主机的读操作完成（/CS恢复高电平）后，W5300在2×PLL_CLK时间之内保持读取的数据。在这种情况下，注意数据总线上的数据冲突 MR[9] - 保留 MR[8] FS FIFO交换0：禁止交换1：允许交换它用于高字节和低字节的交换。W5300的字节一般采用大端模式。如果主机系统采用小端模式，那么将该位置‘1’，将Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的字节顺序交换，使用效果与小端模式相同 MR[7] RST 软件复位该位置‘1’，对W5300软件复位。复位结束后自动清‘0’ MR[6] - 保留 MR[5] MT 存储器测试0：禁止内部RX/TX存储器测试1：允许内部存储器测试一般来讲，W5300内部TX存储器支持主机通过Sn_TX_FIFOR寄存器的写操作，而内部RX存储器只支持主机通过Sn_RX_FIFOR寄存器的读操作。如果该位置‘1’，内部RX/TX存储器同时支出通过Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的读写操作，从而校验内部TX/RX存储器。测试W5300内部TX/RX完成后，需要对系统重新复位或关闭端口。 MR[4] PB Ping功能阻止模式0：允许Ping1：禁止Ping自动Ping应答支持最多119个字节。Ping功能阻止模式还需要考虑Sn_MR和Sn_PROTOR的设置。 MR[3] PPPoE PPPoE模式0：禁止PPPoE模式1：启动PPPoE模式 MR[2] DBS 数据总线交换0：禁止交换1：允许交换DBS位只交换Sn_TX_FIFOR/Sn_RX_FIFOR的高字节和低字节。然而该位交换所有寄存器的高字节和低字节，包括Sn_TX_FIFOR/Sn_RX_FIFOR寄存器。该位只有DBW为‘1’时有效。 MR[1] - 保留 MR[0] IND 间接总线模式0：直接总线模式1：间接总线模式它设置W5300与主机的接口模式host主机中断设置主机中断设置即为对中断屏蔽寄存器进行配置，它配置W5300的中断并 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 给主机。IMR的每一个中断屏蔽位对应IR的每一个中断位。当IR的任何一个位为‘1’且相应的IMR位也为‘1’时，将向主机产生中断（‘/INT’输出低电平）。如果相应的IMR位为‘0’，将不产生中断（‘/INT’保持高电平），即使IR位为‘1’。·IMR寄存器地址：0x004·IMR基础器配置值：0x80FF下表2.2.3-1为IR寄存器的位说明，可以根据IR寄存器对IMR寄存器进行配置：表3.2.3-1IR寄存器 位 符号 说明 IR[15] IPCF IP冲突当IP地址产生冲突时，该位置‘1’时（当接收到ARP请求数据包的IP地址与W5300本机IP地址相同）。当它置‘1’时，网络中的另外一个设备使用了相同的IP地址，将造成通信错误。因此需要尽快采取措施解决这个问题。 IR[14] DPUR 目标端口无法到达当收到ICMP（目的端口无法到达）数据包时，该位置‘1’。该中断用于UDP协议传输。 IR[13] PPPT PPPoE中止在PPPoE模式，当与服务器连接关闭时，该位置‘1’。 IR[12] FMTU 分片最大传输单元（MTU）当收到ICMP（分片最大传输单元）数据包时，该位置‘1’。在基于UDP协议传输时，需要考虑。TCP协议下可以不需要考虑。 IR[11:8] - 保留 IR[7] S7_INT SOCKET7中断当SOCKET7产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S7_IR1。当S7_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[6] S6_INT SOCKET6中断当SOCKET6产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S6_IR1。当S6_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[5] S5_INT SOCKET5中断当SOCKET5产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S5_IR1。当S5_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[4] S4_INT SOCKET4中断当SOCKET4产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S4_IR1。当S4_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[3] S3_INT SOCKET3中断当SOCKET3产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S3_IR1。当S3_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[2] S2_INT SOCKET2中断当SOCKET2产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S2_IR1。当S2_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[1] S1_INT SOCKET1中断当SOCKET1产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S1_IR1。当S1_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。 IR[0] S0_INT SOCKET0中断当SOCKET0产生中断时，该位置‘1’。该中断信息对应于S0_IR1。当S0_IR1被主机清‘0’后，该位自动清‘0’。基本网络信息设置基本网络信息设置，即为对W5300的本机硬件地址（MAC）寄存器（SHAR）、网关IP地址寄存器（GAR）、子网掩码寄存器（SUBR）和本机IP地址寄存器（SIPR）进行配置。1)本机硬件地址（MAC）寄存器（SHAR）配置：·SHAR0寄存器地址：0x008·SHAR0寄存器配置值：MAC[47:32]·SHAR2寄存器地址：0x00A·SHAR2寄存器配置值：MAC[31:16]·SHAR4寄存器地址：0x00C·SHAR4寄存器配置值：MAC[15:0]2)网关IP地址寄存器（GAR）配置：·GAR0寄存器地址：0x010·GAR0寄存器配置值：GAR[31:16]·GAR1寄存器地址：0x012·GAR1寄存器配置值：GAR[15:0]3)子网掩码寄存器（SUBR）配置：·SUBR0寄存器地址：0x014·SUBR0寄存器配置值：SUBR[31:16]·SUBR1寄存器地址：0x016·SUBR1寄存器配置值：SUBR[15:0]4)本机IP地址寄存器（SIPR）·SIPR0寄存器地址：0x014·SIPR0寄存器配置值：SUBR[31:16]·SIPR1寄存器地址：0x016·SIPR1寄存器配置值：SUBR[15:0]重新发送参数设置重新发送参数设置，即为对W5300的重复发送超时寄存器（RTR）和重复发送计数寄存器（RCR）进行配置。1)重复发送超时寄存器（RTR）用于配置重复发送超时周期的值。RTR的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 单位是100us，RTR初始化设置为2000（0x7D0），超时的时间周期为200ms。·RTR寄存器地址：0x01C·RTR寄存器配置值：0x07D0（200ms）2)重复发送计数寄存器（RCR）用于配置重复发送的次数。当重复发送的次数达到‘RCR+1’时，将产生超时中断（Sn_IR的‘TIMEOUT’位置‘1’）。·RCR寄存器地址：0x01E·RCR寄存器配置值：0x3（3次）APP和TCP的超时计算可参见W5300的数据手册。SOCKETn的内部TX/RX存储器空间分配设置W5300内部包含16个8K字节的存储单元。这些存储单元依次映射在128K字节的存储器空间。128K存储器分为发送存储器（TX）和接收存储器（RX）。内部TX和RX存储器以8K字节为单元分布在128K字节空间。内部TX/RX存储器可以在0~64K字节空间以1K字节为单元从新分配给每个SOCKET。1)定义内部TX/RX存储器大小可以在存储器单元类型寄存器（MYTPER）中配置，每个8K字节的存储单元对应MTYPER的一个位。当该位为‘1’时，它用于TX存储器，当该位为‘0’时，它用于RX存储器。MTYPER的低位都配置为TX存储器。其余没有配置为TX存储器的都应该设置为‘0’。·MYTPER寄存器地址：0x030·MYTPER寄存器配置值：0x00FF（平均分配）2)每个SOCKET的内部TX存储器的大小由TX存储器大小配置寄存器（TMSR）配置。每个SOCKET在复位后自动分配8K字节的TX存储空间。·TMS01R寄存器地址：0x020·TMS01R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x190E）·TMS23R寄存器地址：0x022·TMS23R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x1900）·TMS45R寄存器地址：0x024·TMS45R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）·TMS67R寄存器地址：0x026·TMS67R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）3)每个SOCKET的内部RX存储器的大小由RX存储器大小配置寄存器（RMSR）配置。每个SOCKET在复位后自动分配8K字节的RX存储空间。·RMS01R寄存器地址：0x028·RMS01R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x190E）·RMS23R寄存器地址：0x02A·RMS23R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x1900）·RMS45R寄存器地址：0x02C·RMS45R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）·RMS67R寄存器地址：0x02E·RMS67R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）数据通信完成初始化设置以后，W5300可以以TCP、UDP、IPRAW或MACRAW的方式打开SOCKET发送或接收数据。根据实际使用，在此只描述基于TCP协议的W5300工作方法。在TCP模式，首先要根据IP地址和端口号与对端建立SOCKET连接。通过连接的SOCKET发送和接收数据。建立SOCKET的连接有“TCP服务器”和“TCP客户端”之分。区分它们的方法是谁首先发送连接请求（SYS数据包）。“TCP服务器”等待对端的连接请求，当收到连接请求时建立SOCKET连接（被动打开）。“TCP客户端”主动发出连接请求，与对端建立连接（主动打开）。下图3.3-1为W5300在TCP模式下数据通信的 工作流程 财务工作流程表财务工作流程怎么写财务工作流程图财务工作流程及制度公司财务工作流程 ：图3.3-1TCP模式下数据通信工作流程SOCKET初始化为了实现TCP通信，需要对SOCKET进行初始化设置并打开SOCKET。为了打开SOCKET，选择其中的一个SOCKET（被选择的SOCKET称之为SOCKETn），通过SOCKETn模式寄存器(Sn_MR)和SOCKETn源端口号寄存器（Sn_PORTR）分别设置通信协议和本机端口号（在TCP服务器模式，称之为侦听端口号），然后执行OPEN命令。执行完OPEN命令后，如果Sn_SSR改变为SOCK_INIT，则SOCKET的初始化设置完成。SOCKETn模式寄存器设置SOCKETn模式寄存器(Sn_MR)用于配置SOCKET的协议类型及相关一些选项。·Sn_MR寄存器地址：0x200（0x240、0x280）·Sn_MR寄存器配置值：0x0121（队列对齐、允许无延时响应、TCP模式）下表2.3.1.1-1为SOCKETn模式寄存器(Sn_MR)的配置位说明：表3.3.1.1-1Sn_MR寄存器 位 符号 说明 Sn_MR[15:9] - 保留 Sn_MR[8] ALIGN 队列对齐0：不使用对齐1：使用对齐只有在TCP模式下有效，在TCP通信过程中，当每次收到的数据包的字节数为偶数且该位置为‘1’时，接收数据可直接删去附在接收数据包中的PACKET-INFO（数据的字节数），使读取数据的操作大大增强。 Sn_MR[7] MULTI 多播0：禁止多播1：允许多播只有在UDP模式下有效 Sn_MR[6] MF MAC地址过滤0：禁止MAC地址过滤1：允许MAC地址过滤只有在MACRAW模式下有效 Sn_MR[5] ND 使用无延时的ACK0：禁止延时ACK选项1：允许延时ACK选项只有在TCP模式下有效，当该位置‘1’，收到对端的数据包后立即发送ACK数据包响应。建议将该位置‘1’，以提高TCP通信的性能。 Sn_MR[4] - 保留 Sn_MR[3:0] P[3:0] 协议类型。它用于配置每个SOCKET的通信协议（TCP、UDP、IPRAW，MACRAW等）或PPPoESOCKET与PPPoE服务器之间的操作。4’b0000:SOCKETClosed；4’b0001:TCP；4’bxxx0:其它SOCKETn中断屏蔽寄存器设置SOCKETn中断屏蔽寄存器（Sn_IMR）配置SOCKETn向主机产生的中断，Sn_IMR的中断屏蔽位与SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）是对应的。参考2.2.3主机中断设置。·Sn_IMR寄存器地址：0x204（0x244、0x284）·Sn_IMR寄存器配置值：0x001B（send_OK、timeout、discon、con）下表3.3.1.2-1为Sn_IR寄存器的位说明，可以根据Sn_IR寄存器对Sn_IMR寄存器进行配置：表3.3.1.2-1IR寄存器 位 符号 说明 Sn_IR[7] PRECV PPP接收中断接收到不支持的可选数据（OptionData）时，该位置位。 Sn_IR[6] PFAIL PPP失败中断PAP认证失败时该位置位 Sn_IR[5] PNEXT PPP下一过程中断在PPPoE连接过程中，该过程改变时置位 Sn_IR[4] SENDOK 发送完成中断SEND命令完成后置位 Sn_IR[3] TIMEOUT 超时中断在ARP和TCP过程中超时置位 Sn_IR[2] RECV 接收数据中断端口从对端接收到数据时置位 Sn_IR[1] DISCON 断开连接中断接收到从对端来的FIN或FIN/ACK数据包时置位 Sn_IR[0] CON 连接中断与对端成功建立连接时置位SOCKETn目的IP地址寄存器在TCP客户端模式下，运行CONNECT命令之前，必须将SOCKETn目的IP地址寄存器（Sn_DIPR）设置为TCP服务器的IP地址。而在TCP服务器模式，当成功建立连接以后，它被W5300自动配置为TCP客户端的IP地址。·Sn_DIPR0寄存器地址：0x214（0x254、0x294）·Sn_DIPR0寄存器配置值：DIPR[31:16]·Sn_DIPR1寄存器地址：0x216（0x256、0x296）·Sn_DIPR1寄存器配置值：DIPR[15:0]端口号寄存器设置端口号寄存器设置包括对SOCKETn源端口号寄存器（Sn_PORTR）和SOCKETn目的端口号寄存器（Sn_DPORTR）的配置。1)SOCKETn源端口号寄存器（Sn_PORTR）用于配置源端口的端口号，必须在OPEN命令之前设置。·Sn_PORTR寄存器地址：0x20A（0x24A、0x28A）·Sn_PORTR寄存器配置值：2)SOCKETn目的端口号寄存器（Sn_DPORTR）用于设置SOCKETn的目的端口号。在TCP客户端模式下运行CONNECT命令之前，需要将它设置为处于TCP服务器模式下的侦听端口的端口号。而在TCP服务器模式，当成功建立连接以后，它被W5300自动配置为TCP客户端的端口号。·Sn_DPORTR寄存器地址：0x212（0x252、0x252）·Sn_DPORTR寄存器配置值：SOCKET建链基于TCP模式的SOCKET建链，建链过程中需要配置及查询SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）、SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）和SOCKETn状态寄存器（Sn_SSR）。·SOCKETn命令寄存器地址：0x202（0x242、0x282）·SOCKETn中断寄存器地址：0x206（0x246、0x286）·SOCKETn状态寄存器地址：0x208（0x248、0x288）下表3.3.2-1为SOCKETn命令寄存器说明：表3.3.2-1SOCKETn命令寄存器 值 命令 说明 0x01 打开端口OPEN 它根据Sn_MR(P3~P0)所定义的协议类型初始化端口并打开端口 0x02 侦听LISTEN 只有在TCP模式下有效(Sn_MR(P3:P0)=Sn_MR_TCP)它将SOCKETn设置为TCP服务器模式。它将改变Sn_SSR寄存器的SOCK_INIT为SOCK_LISTEN，以等待其它TCP客户端的连接请求（SYN数据包）当Sn_SSR为SOCK_LISTEN且成功处理了其它TCP客户端的连接请求时，Sn_IR(0)将置‘1’，而Sn_SSR变为SOCK_ESTABLISHED。如果没有处理连接请求(SYN/ACK传输失败)，TCP产生超时（Sn_IR(3)=1）且Sn_SSR变为SOCK_CLOSED 0x04 连接CONNECT 它将端口设置为TCP客户端模式它发送连接请求到由Sn_DIPR和Sn_DPORTR指定的TCP服务器。当连接请求被成功处理(收到SYN/ACK数据包)，Sn_IR(0)置‘1’，且Sn_SSR的状态变为SOCK_ESTABLISHED。如果连接失败，可能有三种情况1．ARP产生超时，因为目标硬件地址无法获得2．没有收到SYN/ACK数据包而产生超时(Sn_IR(3)=1)3．收到RST数据包而不是SYN/ACK数据包以上三种情况Sn_SSR都将变为SOCK_CLOSED状态 0x08 断开连接DISCON 不论是TCP服务器还是客户端，它都将执行断开连接的处理。1．主动关闭：它发送断开连接的请求(FIN数据包)到连接的对端2．被动关闭：当收到对端的断开连接请求(FIN数据包)时，它发送FIN数据包。如果断开连接成功(收到对端的FIN/ACK数据包)，Sn_SSR的状态将变为SOCK_CLOSED。如果断开连接失败，产生TCP超时(Sn_IR(3)=1)且Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED。另外，如果直接使用CLOSE命令而不是DISCON命令，只有Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED，不产生断开连接的处理(断开连接的请求)。如果在通信过程中收到对端发送来的RST数据包，Sn_SSR无条件变为SOCK_CLOSED状态。 0x10 端口关闭CLOSE 关闭端口，Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED。 0x20 发送数据SEND 启动数据发送，发送的字节长度由Sn_TX_WRSR确定。当发送过程结束，Sn_IR(SENDOK)将置1，主机检测到Sn_IR(SENDOK)=1后，可以进行下一次的传输。如果通过SEND命令数据包成功传输到对端（当收到对端的DATA/ACK数据包），Sn_TX_FSR根据传输的数据长度自动增加。如果没有传输成功（没有收到DATA/ACK的数据包），将产生超时（Sn_IR(3)=1），且Sn_SSR进入SOCK_CLOSED状态。另外，主机在使用SEND命令发送数据之前，首先通过Sn_TX_FIFOR寄存器将数据写入到TX存储器，然后写入要发送数据的字节数到Sn_TX_WRSR。 0x40 接收数据RECV 它表示主机接收到SOCKETn的数据在使用RECV命令前，主机需要通过Sn_RX_FIFOR寄存器从RX存储器读取接收的数据。下表3.3.2-2为SOCKETn状态寄存器中与TCP模式相关的说明：表3.3.2-2SOCKETn状态寄存器 值 符号 说明 0x00 SOCK_CLOSED SOCKETn端口资源释放状态当执行DISCON或CLOSE命令，或产生ARP、TCP超时，不管以前是什么状态，此时它都变为SOCK_CLOSED状态 0x13 SOCK_INIT SOCKETn以TCP模式打开时的状态当Sn_MR(P3~P0)为Sn_MR_TCP且执行OPEN命令时，它变为SOCK_INIT状态。它是建立TCP连接的第一步。这时可以使用LISTEN命令设置TCP服务器模式，或CONNECT命令设置TCP客户端模式 0x14 SOCK_LISTEN 它是SOCKETn在TCP服务器状态等待TCP客户端的连接请求(SYN数据包)当运行LISTEN命令时，它改变为SOCK_LISTEN状态。当成功处理了TCP客户端的连接请求(SYN数据包)，SOCK_LISTEN变为SOCK_ESTABLISHED。如果失败，将产生超时中断(Sn_IR(TIMEOUT)=1)，且状态改变为SOCK_CLOSED 0x17 SOCK_ESTABLISHED 它是TCP建立连接的状态在SOCK_LISTEN状态，收到TCP客户端SYN数据包并成功处理，它将变成SOCK_ESTABLISHED，或CONNECT命令成功运行。在这种状态，可以进行数据传输，即可以运行SEND或RECV命令。 0x1C SOCK_CLOSE_WAIT 该状态是收到对端断开连接请求(FIN数据包)由于TCP连接处于半关闭状态，但可以进行数据传输。为了彻底断开TCP连接，必须执行DISCON命令。如果关闭SOCKEn而没有断开连接的处理，可以只运行CLOSE命令 0x15 SOCK_SYNSENT 该状态表示连接请求(SYN数据包)发送到TCP服务器该状态显示CONNECT命令从SOCK_INIT到SOCK_ESTABLISHED的状态改变过程在这种状态，如果收到TCP服务器允许连接信息(SYN/ACK数据包)，状态自动转换为SOCK_ESTABLISHED。如果在产生TCP超时（Sn_IR(TIMEOUT)=1）之前没有收到TCP服务器的SYN/ACK数据包，那么它自动转变为SOCK_CLOSED 0x16 SOCK_SYNRECV 该状态表示收到TCP客户端的连接请求(SYN数据包)当W5300向TCP客户端发出允许连接(SYN/ACK数据包)信息后，它自动变换为SOCK_ESTABLISHED。如果失败，将产生超时(Sn_IR(TIMEOUT)=1)，且改变为SOCK_CLOSED 0x18 SOCK_FIN_WAIT SOCKETn被关闭的状态当SOCKET完成主动关闭或被动关闭的断开连接处理时出现这种状态。当成断开连接处理或TCP超时（Sn_IR(TIMEOUT)=1），它的状态将改变为SOCK_CLOSED 0X1B SOCK_TIME_WAIT 0X1D SOCK_LAST_ACK SOCKET打开运行OPEN命令将所操作的SOCKET打开。1)打开设置向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入OPEN命令：0x01；2)打开状态查询读取SOCKETn状态寄存器（Sn_SSR），如果寄存器值为0x13(SOCK_LISTEN)，SOCKET即处于打开状态。SOCKET侦听运行LISTEN命令将W5300设置为TCP服务器模式。1)侦听设置向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入LISTEN命令：0x02；2)侦听状态查询读取SOCKETn状态寄存器（Sn_SSR），如果寄存器值为0x14(SOCK_LISTEN)，SOCKET即处于侦听状态。SOCKET链接运行CONNECT命令将W5300设置为TCP服务器模式。1)链接设置向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入CONNECT命令：0x03；2)链接状态查询读取SOCKETn状态寄存器（Sn_SSR），如果寄存器值为0x17(SOCK_ESTABLISHED)，或者检测到SOCKETn中断寄存器Sn_IR[0]被置为‘1’，则SOCKET即处于链接状态。链接成功后，需要将Sn_IR[0]的中断标识清除。SOCKET数据通信接收数据检测是否接收到对端发送过来的数据，并做相应处理。1)检测是否接收到数据方法一：检测SOCKETn中断寄存器Sn_IR[2]是否被置为‘1’，如果为‘1’，则确认为接收到对端发送过来的数据。方法二：检测OCKETn接收数据的字节长度寄存器（Sn_RX_RSR）是否等于零，如果不等于零，则确认为接收到对端发送过来的数据。·Sn_RX_RSR寄存器地址：2)接收数据处理步骤一：读取OCKETn接收数据的字节长度寄存器（Sn_RX_RSR），获取当前RXmemory中的数据长度。步骤二：根据步骤一中获取的数据长度，通过SOCKETnRXFIFO寄存器（Sn_RX_FIFOR）获取RXmemory中的数据。· Sn_RX_FIFOR寄存器地址：步骤三：向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入RECV命令：0x40；3)是否清楚接收中断接收数据处理完成后，再次检查OCKETn接收数据的字节长度寄存器（Sn_RX_RSR）是否等于零，如果为零，则清除SOCKETn中断寄存器Sn_IR[2]的中断，否则不清除。发送数据将数据通过Sn_TX_FIFOR写入到内部TX存储器后，W5300将试着把数据发送到对端。发送数据的大小不能比分配给该SOCKETn的内部TX存储器空间大。为了下一次数据的发送，主机必须检查上次SEND命令是否执行完毕。如果上一次的SEND命令还没有执行完而又开始下一次的SEND命令，将可能产生各种各样的错误。数据越大，执行SEND命令所需要的时间就会越长。所以要想提高发送效率，适当将数据分为合适的大小发送。1)在检测到有数据发送请求后，需要获取SOCKETn剩余存储空间寄存器(Sn_TX_FSR)和SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）。当Sn_IR[0]等于‘1’，且Sn_IR[4]等于‘1’时（第一次发送数据除外），读取SOCKETn剩余存储空间寄存器(Sn_TX_FSR)中的剩余存储空间，并清除Sn_IR[4]的中断（第一次发送数据除外）。·Sn_TX_FSR寄存器地址：2)通过SOCKETnTXFIFO寄存器（Sn_TX_FIFOR）发送待发数据，发送的数据量不能超过Sn_TX_FSR中的剩余存储空间。3)待发数据写入TXmemory后，向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入SEND命令：0x20；SOCKET关闭断开链接处理当接收到有对端的断开连接的请求（接收到FIN数据包），或者接收到上层应用的断链请求后，需要做断开链接处理。1)检测到SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）的Sn_IR[1]等于‘1’时，确认为接收到接收到对端的FIN数据包或者接收到对端的FIN/ACK数据包，可以进行断开链接处理，并将中断标志清除。2)向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入DISCON命令，进行断开链接处理。超时超时可能发生在TCP数据包传输过程中，如连接请求（SYN数据包）或其响应数据包（SYN/ACK数据包）、数据（DATA数据包）或其响应数据包（DATA/ACK数据包）、断开连接请求（FIN数据包）或其响应数据包（FIN/ACK数据包）等等。如果以上的数据包在RTR和RCR设定的时间内没有发送出去，那么将产生TCP超时，且Sn_SSR将改变为SOCK_CLOSED状态。当检测到SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）的Sn_IR[3]等于‘1’时，既可以确认为数据通信产生了超时。端口关闭当接收到上层应用的关闭（复位）请求后，做SOCKET关闭处理。1)初始化Sn_IR，即向Sn_IR写入初始值（为中断屏蔽寄存器的初始值）。2)向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入CLOSE命令，进行端口关闭处理逻辑实现方案根据上述的流程控制，及实际的应用要求，基于纯逻辑的W5300控制器的实现方案。逻辑架构如下图4.1-1所示，整个实现逻辑可分为4模块：接口控制模块（InterfaceControl）、网络主控模块（EthernetMainControl）、初始化配置模块（InitialConfig）和端口驱动模块（SOCKETnDriver）。图4.1-1逻辑实现架构图接口控制模块接口控制模块，InterfaceControl主要完成对控制器读写W5300的操作信号进行时序转换，以满足W5300的读写时序要求。读时序实现时序要求下图4.2.1.1-1为W5300读时序图：图4.2.1.1-1W5300读时序图下表为读时序要求说明：表4.2.1.1-1W5300读时序要求 名称 说明 最小 最大 tADDRs AddressSetupTimeafter/CSand/RDlow - 7ns tADDRh AddressHoldTimeafter/CSor/RDhigh - - tCS /CSLowTime 65ns - tCSn /CSNextAssertTime 28ns - tRD /RCLowTime 65ns - tDATAs DATASetupTimeafter/RDlow 42ns - tDATAh DATAHoldTimeafter/RDand/CShigh - 7ns tDATAhe DATAHoldExtensionTimeafter/CShigh - 2XPLL_CLK逻辑实现时序下图4.2.1.2-1为接口控制模块在逻辑中实现读时序（通过100M时钟实现）：图4.2.1.2-1W5300读时序实现图写时序实现时序要求下图4.2.2.1-1为W5300写时序图：图4.2.2.1-1W5300写时序图下表为写时序要求说明：表4.2.2.1-1W5300写时序要求 名称 说明 最小 最大 tADDRs AddressSetupTimeafter/CSand/WRlow - 7ns tADDRh AddressHoldTimeafter/CSor/WRhigh - - tCS /CSLowTime 50ns - tCSn /CSNextAssertTime 28ns tWR /WRlowtime 50ns tDATAs DATASetupTimeafter/WRlow 7ns 7ns+7XPLL_CLK tDATAf DataFetchTime 14ns tWR-tDATAs tDATAh DataHoldTimeafter/WRhigh 7ns -逻辑实现时序下图4.2.2.2-1为接口控制模块在逻辑中实现写时序（通过100M时钟实现）：图4.2.2.2-1W5300写时序图实现状态机接口控制模块的实现状态机如下图：图4.2.3-1接口控制模块的实现状态机状态机各状态说明：1.timing_idle：状态机初始化，复位后后进入的状态，160ns后跳出。2.CMD_rdfifo_judge：判断需要写入W5300的数据缓存fifo是否有数据，并寄存当前fifo中的数据量。3.rd_CMD_fifo：读取数据缓存fifo中的数据，该状态维持时间需要满足‘tCSn’的时间（如果时钟为100M，则该状态需要维持时间必须为30ns）。4.CMD_wr_rd_out：在该状态需要判断rd_CMD_fifo读出来的数据是读W5300还是写W5300，并根据判断的结果对W5300进行读写操作。接口定义主控制模块主控制模块，ethmaincontrol主要对初始化配置模块、SOCKETn驱动模块的分时控制。实现状态机下图4.3.1-1为主控制模块的实现状态机：图4.3.1-1主控制模块的实现状态机状态机各状态说明：1.mc_idle:状态机初始化，复位后后进入的状态，160ns后跳出。2.host_reset：在该状态对W5300硬件复位，复位时间为为65536ns。3.reset_wait：W5300复位后的等待状态，维持时间是1ms。4.host_config：产生控制信号，驱动初始化配置模块对W5300进行参数配置。5.host_reg_gain：W5300的相关寄存器的获取模块，获取W5300的中断寄存器和各SOCKET的RSR寄存器。6.host_ir_detect：对W5300中断寄存器的IPCF位判断。7.ip_conflict：如果W5300中断寄存器的IPCF位置‘1’，则状态机跳入该状态，表明有网络中存在IP冲突。8.app_req_proc：对后端应用的请求做处理，产生各个SOCKET的mark寄存器，如下表：表4.3.1-1Sn_MR寄存器 Sn_prc_mark[6:0] 名称 说明 bit0 Ir_req W5300的SOCKETn有中断标识 bit1 moni_req 后端应用的监听请求 bit2 Link_req 后端应用的链接请求 bit3 Discon_req 后端应用的断链请求 bit4 Close_req 后端应用的关闭请求 bit5 send_req 后端应用的数据发送请求 bit6 Recv_req W5300中有数据接收请求9.Sn_proc_judge：对mark寄存器判断，如果不为‘0’，则进入Sn_driver_proc状态。10.Sn_driver_proc：产生控制信号，驱动SOCKET启动模块对mark寄存器中的请求做相应处理。接口定义初始化配置模块初始化配置模块，initialconfig主要完成W5300的初始化参数的配置：本端IP、对端IP，子网掩码等，具体参数可参见2.2节。实现状态机下图4.4.1-1为初始化配置模块的实现状态机：图4.4.1-1初始化配置模块的实现状态机 状态机各状态说明：1.config_idle：初始状态，等待主控模块的启动。2.overall_config、socket0_config、socket1_config、socket2_config：参数配置状态，获取模块端口上寄存的参数，并将参数转换成接口控制模块数据格式后写入TX_fifo中。3.config_turn：配置结束状态，在该状态通知主控模块初始化配置已经完成。接口定义SOCKET驱动模块SOCKETn驱动模块，SOCKETndriver主要完成SOCKETn的监听、链接、断链、关闭和接收发送数据。实现状态机下图4.5.1-1为主控制模块的实现状态机：图4.5.1-1初始化配置模块的实现状态机状态机各状态说明：1.diver_idle：初始状态，等待主控模块的启动。2.detect_SIR：检测mark寄存器的Ir_req位，如果该位为‘1’，则状态机跳入SIR_proc状态，如果为‘0’，则状态机跳入detect_open状态。3.SIR_proc：在该状态，将读取W5300的SOCKET的中断寄存器，根据中断寄存器中的值，进行下一个状态的跳转。4.Close_judge：进入该状态表明，驱动器需要对W5300的SOCKET进行关闭操作。但在关闭前需要判断是否当前W5300是否处于可以关闭的状态。5.Close_proc：在该状态进行SOCKET的关闭操作。6.Detect_open、open_proc：在Detect_open状态检测mark寄存器的moni_req或link_req位是否为‘1’，如果条件成立，则状态机进入open_proc状态，对SOCKET进行open操作。7.Detect_moni、moni_proc：在Detect_moni检测mark寄存器的moni_req位是否为‘1’，如果成立，则状态机进入moni_proc状态，对SOCKET进行lensten操作。8.Detect_link、link_proc：在Detect_link检测mark寄存器的link_req位是否为‘1’，如果成立，则状态机进入link_proc状态，对SOCKET进行connect操作。9.Detect_recv、recv_proc：在Detect_recv检测mark寄存器的recv_req位是否为‘1’，如果成立，则状态机进入recv_proc状态，读取SOCKET中接收到的数据。10.Detect_send、send_proc：在Detect_send检测mark寄存器的send_req位是否为‘1’，如果成立，则状态机进入recv_proc状态，将待发送的数据依次写入SOCKET的发送寄存器中（写入的数据量不能超过SOCKET发送缓冲区的剩余空间）。11.Detect_discon：在Detect_discon检测mark寄存器的discon_req位是否为‘1’，如果成立，且当前COCKET没有数据正在发送，则可以进入discon_proc状态。12.Discon_proc：断开链接处理状态，由detect_discon和close_judge进入。接口定义性能指标支持SOCKET数以及协议最多支持3个SOCKET，各个SOCKET彼此独立，没有响应优先级，仅支持TCP协议。网络延时去除组网结构以及网络干线上通信量的影响，传输延时≤50ms@20km。注：如果后级应用只接收数据而不发送数据，将会造成网络无法通信或者传输延时很大的现象。传输带宽下表为W5300间的通信带宽测试数据：表5.3-1传输带宽测试数据 测试条件 测试结果 SOCKET数量 缓存区深度 收发速率 总带宽 1 S1 接收14KB 发送14KB 下行85Mbps 上行85Mbps 下行85Mbps 上行85Mbps 3 S0 接收25KB 发送25KB 下行29Mbps 上行29Mbps 下行84Mbps 上行84Mbps S1 接收14KB 发送14KB 下行26Mbps 上行26Mbps S2 接收25KB 发送25KB 下行29Mbps 上行29Mbps 使用指南接口说明下表为W5300控制器的接口信号类表，表中包含了接口名称、接口位宽、接口方向和信号说明：表6.1-1接口信号说明 信号名 方向 位宽 说明 clk Input 1bit W5300控制器的工作时钟，推荐100M或80M rstn Input 1bit W5300控制器的复位时钟 SHAR_value Input 48bit MAC地址 GAR_value Input 32bit 网关 SIPR_value Input 32bit 本机IP SUBR_value Input 32bit 子网掩码 S0_DIPR_value Input 32bit SOCKET0的对端IP S1_DIPR_value Input 32bit SOCKET1的对端IP S2_DIPR_value Input 32bit SOCKET2的对端IP par_config_req Input 1bit 应用端的参数配置配置请求 par_config_resp Output 1bit 参数配置结束后的响应 S0_moni_req Input 1bit 应用端的对SOCKET0的监听请求 S0_link_req Input 1bit 应用端的对SOCKET0的链接请求 S0_discon_req Input 1bit 应用端的对SOCKET0的断链请求 S0_moni_resp Output 1bit SOCKET0处于监听后返回响应 S0_link_resp Output 1bit SOCKET0执行链接请求后返回响应 S0_discon_resp Output 1bit SOCKET0处于关闭状态后返回响应 S1_moni_req Input 1bit 应用端的对SOCKET1的监听请求 S1_link_req Input 1bit 应用端的对SOCKET1的链接请求 S1_discon_req Input 1bit 应用端的对SOCKET1的断链请求 S1_moni_resp Output 1bit SOCKET1处于监听后返回响应 S1_link_resp Output 1bit SOCKET1执行链接请求后返回响应 S1_discon_resp Output 1bit SOCKET1处于关闭状态后返回响应 S2_moni_req Input 1bit 应用端的对SOCKET2的监听请求 S2_link_req Input 1bit 应用端的对SOCKET2的链接请求 S2_discon_req Input 1bit 应用端的对SOCKET2的断链请求 S2_moni_resp Output 1bit SOCKET2处于监听后返回响应 S2_link_resp Output 1bit SOCKET2执行链接请求后返回响应 S2_discon_resp Output 1bit SOCKET2处于关闭状态后返回响应 S0_state Output 3bit SOCKET0状态寄存器，标识当前状态 S0_upward_flow Output 32bit SOCKET0当前的上行流量，1s更新 S0_downward_flow Output 32bit SOCKET0当前的下行流量，1s更新 S1_state Output 3bit SOCKET1状态寄存器，标识当前状态 S1_upward_flow Output 32bit SOCKET1当前的上行流量，1s更新 S1_downward_flow Output 32bit SOCKET1当前的下行流量，1s更新 S2_state Output 3bit SOCKET2状态寄存器，标识当前状态 S2_upward_flow Output 32bit SOCKET2当前的上行流量，1s更新 S2_downward_flow Output 32bit SOCKET2当前的下行流量，1s更新 S0_data_tx_wrclk Input 1bit SOCKET0发送数据的写时钟 S0_data_tx_wrreq Input 1bit SOCKET0发送数据的写请求 S0_data_tx_data Input 16bit SOCKET0发送数据的写数据 S0_data_tx_wrusedw Output unknown SOCKET0发送数据的写usedw S0_data_rx_rdclk Input 1bit SOCKET0接收数据的读时钟 S0_data_rx_rdreq Input 1bit SOCKET0接收数据的读请求 S0_data_rx_q Output 16bit SOCKET0接收数据的读数据 S0_data_rx_rdempty Output 1bit SOCKET0接收数据的读空标志 S0_data_rx_rdusedw Output unknown SOCKET0接收数据的读usedw S1_data_tx_wrclk Input 1bit SOCKET1发送数据的写时钟 S1_data_tx_wrreq Input 1bit SOCKET1发送数据的写请求 S1_data_tx_data Input 16bit SOCKET1发送数据的写数据 S1_data_tx_wrusedw Output unknown SOCKET1发送数据的写usedw S1_data_rx_rdclk Input 1bit SOCKET1接收数据的读时钟 S1_data_rx_rdreq Input 1bit SOCKET1接收数据的读请求 S1_data_rx_q Output 16bit SOCKET1接收数据的读数据 S1_data_rx_rdempty Output 1bit SOCKET1接收数据的读空标志 S1_data_rx_rdusedw Output unknown SOCKET1接收数据的读usedw S2_data_tx_wrclk Input 1bit SOCKET2发送数据的写时钟 S2_data_tx_wrreq Input 1bit SOCKET2发送数据的写请求 S2_data_tx_data Input 16bit SOCKET2发送数据的写数据 S2_data_tx_wrusedw Output unknown SOCKET2发送数据的写usedw S2_data_rx_rdclk Input 1bit SOCKET2接收数据的读时钟 S2_data_rx_rdreq Input 1bit SOCKET2接收数据的读请求 S2_data_rx_q Output 16bit SOCKET2接收数据的读数据 S2_data_rx_rdempty Output 1bit SOCKET2接收数据的读空标志 S2_data_rx_rdusedw Output unknown SOCKET2接收数据的读usedw host_rstn Output 1bit W5300的复位信号 w5300_CSn Output 1bit W5300的片选信号 w5300_WRn Output 1bit W5300的写使能 w5300_RDn Output 1bit W5300的读使能 w5300_addr Output 10bit W5300的地址总线 w5300_data Inout 16bit W5300的数据总线 IP_conflict Output 1bit 异常信号，网络中有IP冲突注：后端应用时，需要对不使用的W5300控制器的输入信号接地。配置参数说明下表中的参数可有后端应用灵活配置：图6.2-1参数配置说明 参数名称 说明 S0_data_tx_depth SOCKET0发送fifo的深度配置（推荐1024） S0_data_rx_depth SOCKET0接收fifo的深度配置（推荐1024） S1_data_tx_depth SOCKET1发送fifo的深度配置（推荐1024） S1_data_rx_depth SOCKET1接收fifo的深度配置（推荐1024） S2_data_tx_depth SOCKET2发送fifo的深度配置（推荐1024） S2_data_rx_depth SOCKET2接收fifo的深度配置（推荐1024）关键时序接口信号中的*_req与*_resp是一对握手信号（如：moni_req和moni_resp）,图6.3-1为握手信号的时序关系：图6.3-1握手信号时序图 时序说明： 在后端拉高*_req信号后，在没有检测到W5300控制器返回*_resp信号时，需要将*_req一直维持为高电平；在检测到W5300控制器返回*_resp信号时，后端需要*_req信号拉低，而W5300控制器返回的*_resp信号在*_req拉低后也会立即拉低。状态寄存器W5300控制器会将3个SOCKET的当前状态输出（接口信号：S0_state、S1_state和S2_state），提供后端应用查询，下表是状态寄存器的相关说明：表6.3-1状态寄存器说明 Sn_data[2:0] 名称 说明 0 Closed SOCKETn处于关闭状态 1 Opened SOCKETn处于打开状态 2 Listened SOCKETn处于监听状态 3 Linking SOCKETn处于连接处理状态 4 Linked SOCKETn处于链接状态 5 disconed SOCKETn链接已经断开 6 Closing SOCKETn处于关闭处理状态 7 Timeout SOCKETn的TCP超时，需要关闭状态EthernetMainControlSOCKETnDriverInterfaceControlTX_fifo��timing_idleCMD_rdfifo_judgerd_CMD_fifoCMD_wr_rd_outhost_resetmc_idlereset_waithost_configHost_reg_gainHost_ir_detectApp_req_procS0_proc_judgeS0_driver_procS1_proc_judgeS1_driver_procS2_proc_judgeS2_driver_procIP_conflictConfig_idleoverall_configConfig_turnsocket0_configsocket1_configDetect_SIRSIR_procDetect_openOpen_procDetect_moniMoni_procDetect_linkLink_procDetect_disconDiscon_procClose_procDetect_recvRecv_procDetect_sendSend_procDriver_turnClose_judgeDirver_idlestart（powerup）W5300reset（activelow，hold2us）waitforatleast10msW5300initialization（hostinterface、networkinfo&memoryforsocketn）Datacommunication���W5300initialization