剖析:WIZnet以太网核心技术–全硬件TCP/IP协议栈

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WIZnet,是全球第一家专注于全硬件TCP/IP协议栈技术(iOffloadTM Tech)的半导体公司,精心为用户提供高速稳定的以太网解决方案,广泛应用在工业自动化、智能电网、安防门禁、金融机具等众多领域。该方案有效地卸载了主控芯片对于TCP/IP处理的负载,非常适应于物联网行业高速稳定,简单易用,移植性强的要求。

WIZnet以太网核心技术,说到底就是:全硬件TCP/IP协议栈。今天就给大家剖析一下核心技术。

首先,来说一下TCP/IP协议中的四大层:应用层(Application);传输层(Transport);网络层(IP);网络接口层。其中,应用层中支持FTP、HTTP、SMTP、DNS等应用协议,对应到传输层中TCP及UDP不同的传输方式,在网络层中,提供ICMP、IP、IGMP、ARP和RARP等网络协议。如上协议就构成了网络通信中丰富的通信方式及功能。WIZnet以太网芯片中,在网络接口上仅提供以太网接口。

以太网技术4

下面我们看一下WIZnet以太网芯片的结构:(全硬件协议栈)将TCP/IP协议中的传输层和网络层集成到了一颗以太网芯片中(WIZnet以太网芯片中大部分集成了MAC和PHY),实现了一片解决联网,真正实现了TCP/IP卸载引擎技术(ToE),为单片机减负,缩短了开发周期。

以太网技术3

 

好,那我们看一下全硬件TCP/IP的优势都体现在哪里?

首先,我们和市场上常见的以太网方案(用软件协议栈实现)对比一下:

以太网技术1

下面是WIZnet以太网方案(全硬件协议栈):

以太网技术2

从方案结构图就可以看出,TCP/IP+MAC+PHY的集成为开发者省去了繁琐的软件协议栈移植,缩短了开发的周期,同时卸载了MCU的负载,稳定程度也可见一斑,下图就是相关测试性能对比:

以太网技术5

图中,我们可以清楚看到,同款ARM9 MCU上,软件协议栈和硬件协议栈以太网芯片,体现出来的巨大的性能差异,全硬件TCP/IP协议栈卸载MCU 63%的负载,TCP/IP传输速率提高一倍之多。

所以,穹顶之下,数据之上的剖析,才为每一个开发者带来福音。

 

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