嵌入式以太网解决方案:集设计方案、开发工具于一体

2016-02-01 世强 山水

高速小封装通用混合信号MCU和业界体积最小的效率最高的单片以太网控制器CP220X组成的嵌入式以太网解决方案,普遍适用于工业控制,安防监控,销售终端,家电等嵌入式以太网应用。提供的配套TCP/IP 协议生成软件及其他工具软件使用户设计更加快捷简便,加快产品开发进度。


CP220X采用5X5mm小封装,比同类产品小95%的PCB布板面积。集成IEEE802.3的媒体存取控制器 (MAC)和 10BASE-T的物理层(PHY),兼容100/1000BASE-T网络。具备自动极性检测和校正,网络接口的自适应功能,内置8K FLASH,使用户不需外部配置EPROM,产品出厂设定的唯一的48位MAC地址,既简化了用户编程,又使客户产品现场IP地址分配提供了方便。30Mbps操作速度的高性能并行接口与MCU的通信更为高效。可以在-40℃到+85℃温度范围操作,电流消耗仅70 mA,相当于其它产品的三分之一。


Silicon Labs 提供的以太网产品开发套件包括硬件开发平台和完整的软件开发平台,硬件平台包括C8051F120的开发板,CP2200开发板,以及CP2201的评估板,利用Silicon Labs提供的原理图参考资料,用户很容易设计其它MCU的硬件平台。软件平台主要包括工具C8051 Keil链接库的集成开发环境(IDE),MCU初始化设置工具。针对Silicon Labss以太网硬件平台的TCP/IP协议堆栈(CMX Micronet TCP/IP协议堆栈)生成工具,用户可根据实际需要产生各种TCP/IP和应用层软件,而不要求用户熟悉TCP/IP协议。由开发工具生成的软件可以建立以太网的链接,用户只需加入客户数据和客户应用软件就能完成全部软件设计。


世强为支持客户开发Silicon Labs的以太网解决方案,设计了PC机与C8051F120之间的UDP数据通信的解决方案。硬件连接如下:

软件设计思想:以工业控制,环境监控为应用范例,PC为上层主控单元,MCU为下层控制与数据收集单元。当MCU准备好时向PC发送准备就就绪信息,PC向MCU发送命令,MCU接收后判断命令错误时就丢弃,命令正确时反馈相应信息。数据以字符串形式表示。为了能方便地同时发送和接收数据,PC和MCU同时打开两个socket(一个servers专门接收数据,一个client 专门发送数据)。只要明确对方的端口号和IP地址就可以实现点对点或点对多点的可靠通信。

 

MCU端的软件组成和产生方法:

整个Project可以由Silicon labs提供的工具软件如下图所示的TCP/IP Configuration wizard 产生,可以得到UDP协议的框架(客户只需针对硬件结构和所需的软件功能进行选择)。客户只要在main.c中调用TCP/IP 协议中的有关socket的函数及对存储区的定义(Silicon Laboratories提供CMX Micronet TCP/IP协议堆栈函数的详细使用说明),另针对PHY层不同器件进行修改。

 

图1:TCP/IP Configuration wizard使用图解


图2:TCP/IP Configuration wizard使用图解

 

        PC端主控单元测试效果如下:

图3:PC端主控单元测试效果


 Silicon Labs的MCU因其高速(可达100MIPS),最小体积,低功耗,宽温度范围等特点非常适合应用在工业控制,安防监控监测等领域,而以太网作为各应用领域的上层控制和管理的通信是发展方向,Silicon Labs为业界提供了嵌入式以太网的最佳解决方案,提供的硬件和软件开发工具使用户以最短的时间完成产品的设计。

 

获取更多方案及产品信息可联系Silicon Labs 的授权代理商世强。

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