WIZnet公司W7100A芯片對傳統AT89C51的技術優勢

–行業背景

8051系列單片機

該系列微處理器基於簡化的嵌入式控制系統結構,被廣泛應用於從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應用系統上,僅次於Motorola 68HC11 在8 位微控制器市場上的銷量。很多製造商都可提供8051 系列單片機。像Intel Philips Siemens等這些製造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能像I2C 總線接口模擬量到數字量的轉換看門狗PWM輸出等不少芯片的工作頻率達到40M, 工作電壓下降到1.5V 。基於一個內核的這些功能使得8051單片機很適合作為廠家產品的基本構架它能夠運行各種程序而且開發者只需要學習這一個平台。

–芯片參數簡介

AT89C2051:

它是一種帶4K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反覆擦除1000次。該器件採用ATMEL高密度非易失存儲器製造技術製造,與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由於將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。

iMCU W7100A:

它是韓國WIZnet公司最新推出的一款集成了標準8051的單核芯片。與其他WIZnet芯片產品不同的是,它的推出不僅是為了實現硬件的TCP/IP協議,而且能夠替代傳統8051系列8位機的工業控制功能。內置的TCP/IP核是一個受市場長期認可的TCP/IP協議棧,集成了以太網的MAC和PHY,而且還支持TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE。由於64KB SRAM,最高可達16M的外部存儲,高性能的8051核以及硬件化的TCP/IP使它在串口轉以太網,遠程HTTP server等工控領域頗受青睞!

–W7100A與AT89C51核心技術參數的詳細比較:

核心技術

AT89C51

W7100A

芯片內核

8051

8051+W5100(WIZnet芯片)

工作頻率

11.0592MHz

88.4736MHz(鎖相環PLL倍頻)

機器周期

12個時鐘周期

4個時鐘周期(參考NOP等指令)

定時器/計數器

2(16bit)

3(16bit)

掉電模式/空閑模式

支持

支持

I/O口

4(8位)

4(8位)

全雙工通信

1個全雙工UART

1個全雙工UART

擴展外部存儲器

64K(P0復用+P2)

16M(P1+P2+P3)

內部程序存儲器

4K(FLASH)

64K(FLASH)

內部數據存儲器

128B(RAM)

256B(FLASH)

Boot Code Memory

不支持

2K(ROM)

Data Memory

不支持

64K(SRAM)

網絡通訊

不支持

8個獨立SOCKET

內部TCP/IP緩存

不支持

32KB TX/RX DPRAM

流水線結構

不支持

支持(比傳統8051快4~5倍)

存儲鎖定

不支持

支持(配合WizISP Program)

混合TCP/IP協議棧模式

不支持

軟件TCP/IP,硬件TCP/IP

硬件TCP/IP協議棧模式

不支持

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

內嵌PHY/MAC

不支持

支持10M/100M

自動MDI/MDIX

不支持

支持自動極性變換

支持ADSL連接

不支持

支持PPPoE(帶PAP/CHAP驗證)

中斷控制

INT0 INT1 T0 T1 UART

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

外部存儲器接口

標準8051接口

1.標準8051接口
2.直接訪問接口

–特別補充之外擴存儲能力比較:

大家都知道,傳統8051單片機在外擴存儲時,是將P0作為低八位地址線並用地址鎖存功能與八位數據線復用,P2作為高八位地址線,這時地址線共16位,故而最大的尋址範圍只能是64K,而內嵌了8051的W7100A可以達到16M的外擴能力。

具體實現方法如下:

 

  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]

外部地址和數據引腳有兩種進入方法:

一是用鎖存功能像8051一樣的標準模式;二是不用鎖存功能的直接方法。

標準8051接口(因為這種方法必須使P0進行地址和數據線的復用,所以必須用地址鎖存控制):

1.當EM[2:0]=001,P0復用,P2作為高八位地址線,P1,P3作為GPIOs,此時存儲外擴能力是64K。具體框圖如下圖1:

2.當EM[2:0]=011時,P0復用,P2作為次高位,P3作為高位,此時的地址總線達到24位,P1作為GPIOs,此時外擴存儲能力達到16M。具體框圖如下圖2:

直接接口(這種方法P0不用進行地址和數據的復用,因此不用latch鎖存地址):

1.當EM[2:0]=101時,P0作為數據線,P1和P2作為地址線,P3作為GPIOs,此時的外擴存儲能力為64K。

具體框圖如下圖3:

2.當EM[2:0]=111時,P0作為數據線,P1,P2,和P3一起作為地址線,地址線成為24位,外擴能力成為16M。其中EM[2:0]是位於WCONF這個SFR中的,具體如下:

 

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

具體框圖如下圖4:

 

通過我們的介紹,大家肯定對WIZnet公司W7100A更有信心了!