WIZnet公司W7100A芯片对传统AT89C51的技术优势

Home / 博客 / WIZnet公司W7100A芯片对传统AT89C51的技术优势

–行业背景

8051系列单片机

该系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构,被广泛应用于从军事到自动控制再到PC 机上的键盘上的各种应用系统上,仅次于Motorola 68HC11 在8 位微控制器市场上的销量。很多制造商都可提供8051 系列单片机。像Intel Philips Siemens等这些制造商给51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能像I2C 总线接口模拟量到数字量的转换看门狗PWM输出等不少芯片的工作频率达到40M, 工作电压下降到1.5V 。基于一个内核的这些功能使得8051单片机很适合作为厂家产品的基本构架它能够运行各种程序而且开发者只需要学习这一个平台。

–芯片参数简介

AT89C2051:

它是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

iMCU W7100A:

它是韩国WIZnet公司最新推出的一款集成了标准8051的单核芯片。与其他WIZnet芯片产品不同的是,它的推出不仅是为了实现硬件的TCP/IP协议,而且能够替代传统8051系列8位机的工业控制功能。内置的TCP/IP核是一个受市场长期认可的TCP/IP协议栈,集成了以太网的MAC和PHY,而且还支持TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE。由于64KB SRAM,最高可达16M的外部存储,高性能的8051核以及硬件化的TCP/IP使它在串口转以太网,远程HTTP server等工控领域颇受青睐!

–W7100A与AT89C51核心技术参数的详细比较:

核心技术

AT89C51

W7100A

芯片内核

8051

8051+W5100(WIZnet芯片)

工作频率

11.0592MHz

88.4736MHz(锁相环PLL倍频)

机器周期

12个时钟周期

4个时钟周期(参考NOP等指令)

定时器/计数器

2(16bit)

3(16bit)

掉电模式/空闲模式

支持

支持

I/O口

4(8位)

4(8位)

全双工通信

1个全双工UART

1个全双工UART

扩展外部存储器

64K(P0复用+P2)

16M(P1+P2+P3)

内部程序存储器

4K(FLASH)

64K(FLASH)

内部数据存储器

128B(RAM)

256B(FLASH)

Boot Code Memory

不支持

2K(ROM)

Data Memory

不支持

64K(SRAM)

网络通讯

不支持

8个独立SOCKET

内部TCP/IP缓存

不支持

32KB TX/RX DPRAM

流水线结构

不支持

支持(比传统8051快4~5倍)

存储锁定

不支持

支持(配合WizISP Program)

混合TCP/IP协议栈模式

不支持

软件TCP/IP,硬件TCP/IP

硬件TCP/IP协议栈模式

不支持

TCP,UDP,ICMP,IGMP,IPV4,ARP,PPPoE

内嵌PHY/MAC

不支持

支持10M/100M

自动MDI/MDIX

不支持

支持自动极性变换

支持ADSL连接

不支持

支持PPPoE(带PAP/CHAP验证)

中断控制

INT0 INT1 T0 T1 UART

INT0~INT3 INT5(TCP/IP) Watchdog T0 T1 T2 UART

外部存储器接口

标准8051接口

1.标准8051接口
2.直接访问接口

–特别补充之外扩存储能力比较:

大家都知道,传统8051单片机在外扩存储时,是将P0作为低八位地址线并用地址锁存功能与八位数据线复用,P2作为高八位地址线,这时地址线共16位,故而最大的寻址范围只能是64K,而内嵌了8051的W7100A可以达到16M的外扩能力。

具体实现方法如下:

 

  Mode EM[2:0]        P0     P1     P2     P3
Standaed1   001 Addr[7:0]/Data[7:0]    GPIO Addr[15:8] GPIO
Standard2   011 Addr[7:0]/Data[7:0]    GPIO Addr[15:8] Addr[23:16]
Direct1   101 Data[7:0] Addr[7:0] Addr[15:8] GPIO
Direct2   111 Data[7:0] Addr[7:0] Addr[15:8] Addr[23:16]

外部地址和数据引脚有两种进入方法:

一是用锁存功能像8051一样的标准模式;二是不用锁存功能的直接方法。

标准8051接口(因为这种方法必须使P0进行地址和数据线的复用,所以必须用地址锁存控制):

1.当EM[2:0]=001,P0复用,P2作为高八位地址线,P1,P3作为GPIOs,此时存储外扩能力是64K。具体框图如下图1:

2.当EM[2:0]=011时,P0复用,P2作为次高位,P3作为高位,此时的地址总线达到24位,P1作为GPIOs,此时外扩存储能力达到16M。具体框图如下图2:

直接接口(这种方法P0不用进行地址和数据的复用,因此不用latch锁存地址):

1.当EM[2:0]=101时,P0作为数据线,P1和P2作为地址线,P3作为GPIOs,此时的外扩存储能力为64K。

具体框图如下图3:

2.当EM[2:0]=111时,P0作为数据线,P1,P2,和P3一起作为地址线,地址线成为24位,外扩能力成为16M。其中EM[2:0]是位于WCONF这个SFR中的,具体如下:

 

 7   6  5  4  3     2  1 0 Reset
RB ISPEN EM2 EM1 EM0 Reserved FB BE 0x00

具体框图如下图4:

 

通过我们的介绍,大家肯定对WIZnet公司W7100A更有信心了!