ऐसा लगता है कि ईथर और टीसीपी / आईपी अभी भी विभिन्न प्रकार के उपकरणों को जोड़ने का सबसे आम तरीका है। हालाँकि WiFi हाल ही में वायर्ड "कॉपर" ईथर की जगह ले रहा है, फिर भी यह पोर्ट और "प्लग इन द लैन" को जोड़ने और खोजने का सबसे आसान तरीका है। ईथरनेट की ऐसी पहुंच हार्डवेयर के सबसे छोटे टुकड़ों से नहीं गुजरी: नियंत्रक, सेंसर, खपत मीटर आदि। जिसे अब फैशनेबल मार्केटिंग शब्द "इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स * " (इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स, IoT) कहा जाता है।











और यहाँ WIZnet से कोरियाई माइक्रोक्रेसीट हमें बहुत मदद कर सकते हैं। WIZnet IOcP (इंटरनेट ऑफलोड सह-प्रोसेसर) वर्ग चिप्स का एक बल्कि सक्रिय निर्माता है। यह क्या है मानवीय शब्दों में, यह एक चिप है जो: एक तरफ में ईथर है, अंदर टीसीपी / आईपी के प्रसंस्करण के लिए अपना छोटा प्रोसेसर है, और दूसरी तरफ - हमारे छोटे से हार्डवेयर के साथ संचार करने के लिए एक सरल इंटरफ़ेस।



पहले भाग में "छोटे ग्रंथियों" और विभिन्न चिप्स के लिंक का एक गुच्छा जोड़ने का एक छोटा सैद्धांतिक अवलोकन होगा।



लेकिन सवाल तुरंत उठता है: सिस्टम में एक और प्रोसेसर क्यों पेश करें, अगर सब कुछ मुख्य पर संसाधित किया जा सकता है? चलिए जवाब देने की कोशिश करते हैं।

अवलोकन: छोटी चीजों के लिए ईथरनेट।

आइए मूल्य के पैमाने पर (डॉलर या उससे भी कम) के पैमाने पर "नीचे" जाने की कोशिश करें और नेटवर्क में "छोटी चीजों" को शामिल करने के विभिन्न तरीकों पर विचार करें।



माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए नेटवर्क पर आने का सबसे आसान और आसान तरीका है COMport-to-Telnet , Serial2E ईथरनेट कन्वर्टर्स, जिसे कभी-कभी Reverse Telnet भी कहा जाता है। इस मामले में, कनवर्टर टेलनेट सत्र को "कैच" करता है और इसे माइक्रोकंट्रोलर के सामान्य COM पोर्ट में "पुश" करता है। इसके बाद, ऑपरेटर केवल नेटवर्क पर एक नियमित बातचीत में शामिल हो जाता है। वैसे मैं क्या कह सकता हूं? सबसे पहले, एक अलग माइक्रोकंट्रोलर भी है और डिवाइस बिल्कुल सस्ते नहीं हैं ( घर के बने मॉड्यूल के बारे में लेख और टिब्बो मॉड्यूल के बारे में)। "एक पैरामीटर को बदलने / पढ़ने" के सरल कार्य के लिए यह अच्छी तरह से पर्याप्त हो सकता है। कई कमियां भी हैं - एक एकल सत्र, एक निश्चित प्रोटोकॉल - यह मुश्किल है, उदाहरण के लिए, एसएसएल को पेंच करने के लिए यदि यह नहीं है, तो स्वयं कनवर्टर को कॉन्फ़िगर करने की जटिलता, उदाहरण के लिए, इसके आईपी पते या पोर्ट को बदलना, आदि।



एक अन्य विकल्प बोर्ड पर वास्तविक ईथर के साथ माइक्रोकंट्रोलर हैं, लेकिन उनके पास आमतौर पर केवल एक मैक स्तर होता है और बाहरी PHY चिप (KS8721BL, DM9161A, RTL8201) की आवश्यकता होती है। ऐसी चिप के साथ कनेक्शन, MII या RMII में कम से कम बाहरी पिन की आवश्यकता होती है। PHY को LAN से जोड़ने के लिए, आपको अभी भी ट्रांसफार्मर या MagJack को मिलाप करने की आवश्यकता है। इस प्रकार, "घटकों की संख्या" के अनुसार, यहां कोई लाभ नहीं है। हैरानी की बात है, बाहरी ईथर PHY काफी महंगा चिप्स हैं, कुछ डॉलर प्रति मामले। लेकिन एक ही लागत के बारे में WIZnet से पूरी चिप के रूप में, बड़े पैमाने पर उत्पादन में सिलिकॉन एक पैसा खर्च होता है। हां, WIZnet के लिए एक ट्रांसफार्मर भी आवश्यक है, लेकिन एक कीमत पर अंतर्निहित मैक-नियंत्रक से एक महत्वपूर्ण लाभ काम नहीं करेगा। दूसरा: MAC / PHY के लिए सॉफ्टवेयर सपोर्ट काफी जटिल और स्वैच्छिक है। उदाहरण के लिए, STM32Fxx7 के लिए, ईथरनेट चालक के लिए स्रोत कोड सी में लगभग 100K पाठ ( लेख ईथर के साथ PICs के बारे में ) पर है। ईथर ड्राइवर के अलावा , टीसीपी / आईपी स्टैक स्वयं ( एलडब्ल्यूआईपी या यूआईपी ) की भी आवश्यकता है। आकार के अलावा, निष्पादन की गति के बारे में मत भूलना (हालांकि ... STM32 पहले से ही गति में पहले पेंटियम से तेज है और आप प्रदर्शन सीमा के बारे में भूल सकते हैं)।



लेकिन क्या माइक्रोकंट्रोलर पर "फुल" सॉफ्टवेयर आईपी स्टैक के कोई फायदे हैं? जरूर है। हम बाद में उन पर विचार करेंगे, लेकिन अब हम जारी रखते हैं।



तीसरा विकल्प माइक्रोचिप ENC28J60 नियंत्रक एसपीआई ईथरनेट चिप (और थोड़ा कम अच्छी तरह से ज्ञात सिलबस सीपी 2200 ) है, जो "एम्बेडर्स" से गहरा प्रिय है। कृपया ध्यान दें कि ये वास्तविक ईथरनेट नियंत्रक हैं , न कि टीसीपी / आईपी कप्रोसेसर। वह सब जो एक चिप कर सकता है वह ईथर फ्रेम प्राप्त करता है और प्राप्त करता है। यही है, टीसीपी / आईपी स्टैक अभी भी खुद से करना होगा। हां, छोटे छोटे से लेकर क्लासिक LwIP और uIP तक कई तैयार किए गए ढेर हैं ।



लेकिन फिर भी, इस तरह के एक समाधान में अंतर्निहित मैक नियंत्रक के साथ सीधे प्रतिस्पर्धा करने की अधिक संभावना है, और चिप की कीमत कुछ डॉलर है और एक तैयार मॉड्यूल (चिप के साथ एक बोर्ड, एक ट्रांसफॉर्मर और एक RJ45 सॉकेट) के लिए eBay / aliexpress पर लगभग $ 5..7 है। तो WIZnet उत्पादों पर वापस जाएं।

WIZnet: बीच का रास्ता।

पहला W3100 डिवाइस बहुत पहले 2001 में जारी किया गया था। यह एक पूर्ण टीसीपी / आईपी आईओसीपी (कोप्रोसेसर) था, जिसने चिप के अंदर टीसीपी / यूडीपी "सॉकेट्स" के विचार को साकार करते हुए COM पोर्ट और मैक कंट्रोलर के बीच एक निश्चित मध्य मार्ग की पेशकश की। शारीरिक रूप से, W3100 बहुत सुविधाजनक डुअल-चिप MAS / PHY किट नहीं था और "arduino ड्राइवरों" (AVR) और "पिको-गाइड" के बीच वास्तविक लोकप्रियता W5100 डिवाइस के लिए आई थी। यह कहने के लिए पर्याप्त है कि "आधिकारिक" Arduino ईथरनेट शील्ड विशेष रूप से W5100 पर इकट्ठा किया गया है।



तब से, बहुत समय बीत चुका है और W5100 की कमियां ध्यान देने योग्य हो गई हैं: चिप बहुत अधिक गर्म हो जाती है, नेटवर्क की गति केवल 10Mbit / s होती है, चिप में कई (इरेटा में प्रलेखित) ग्लिच होते हैं, एक समानांतर बस की उपस्थिति के कारण मामला काफी बड़ा है, कुछ हद तक एसपीआई का गैर-तुच्छ कार्यान्वयन। आश्चर्य की बात नहीं, WIZnet ने जल्द ही निम्नलिखित मॉडल पेश किया: W5200 । इस चिप ने 100Mbit पर काम करना, सो जाना और बिजली बचाना, समानांतर कनेक्शन खोना सीखा, शुद्ध SPI इसमें बना रहा, जिसने तेजी से पैरों की संख्या कम कर दी। (समानांतर बस का समर्थन करने के लिए, उनके पास "भाई" W5300 है)।



W5200 का कार्यान्वयन और विकास एक धमाके के साथ बंद हो गया! और आज भी जारी है, मॉड्यूल का उत्पादन किया जा रहा है ("देशी" WizNET WIZ820io से शुरू) और विभिन्न Arduino ढाल के साथ समाप्त होता है, जो लोग चाहते हैं वे आसानी से उन्हें पा सकते हैं। उदाहरण के लिए, Seeeduino परियोजना से थोड़ा कम "आधिकारिक" ईथरनेट शील्ड V2.0 या Dfrobot से Arduino के लिए ईथरनेट शील्ड । और फिर अन्य मॉड्यूल की एक बड़ी सूची है (सूची वास्तव में बड़ी है, हम नीचे हवा करते हैं)।



और अंत में, अक्टूबर 2013 में WIZnet ने एक नए W5500 की घोषणा की, जिसके बारे में वास्तव में इस लेख में बताने की योजना बनाई गई थी (इस तरह के प्रचलित परिचय के लिए खेद है)। चिप थोड़ा और सुविधाजनक हो गया

LUT-do-it-tooers के लिए, 48LQFN केस, तेजी से "पैकेट" SPI और कॉर्टेक्स M0 अंदर, जिसने हमें विनिर्माण प्रक्रिया और बिजली की खपत को कम करने की अनुमति दी। सामान्य तौर पर, चिप "स्टेरॉयड पर W5200" जैसा दिखता है। W5200 और W5500 की तुलना ।



इसके बाद, WizNET ने WIZ550io मॉड्यूल जारी किया (वहां एक सर्किट भी है), और "arduinomania" से दूर नहीं रहने के लिए, WIZnet ने जल्द ही Arduino शील्ड को जारी किया (यह Arduino से WIZ550io के लिए सिर्फ एक निष्क्रिय एडाप्टर है)।



लेकिन चलो Arduino पर विचार नहीं करते हैं, वे इसे हमारे बिना करेंगे (उदाहरण के लिए, हैबे पर यहीं: Arduino , आदि के आधार पर एक ईथरनेट थर्मामीटर ), और कुछ लोकप्रिय माइक्रोकंट्रोलर को W5500 को जकड़ने की कोशिश करें, उदाहरण के लिए, एसटीएम 32 भी। यहां तक ​​कि WizNET खुद भी इस अद्भुत परिवार से वाकिफ है और पिछले W5200 (STM32F103C8 और USB2Serial के लिए FT232RQ) पर W5200E01-M3 मॉड्यूल जारी किया। जल्द ही STM32 + W5500 पर मॉड्यूल: WIZ550web बाहर आ गया ।



वैसे, मार्च 2014 में, W5500 का उपयोग करके विकास के लिए सर्किटसेलर (अगस्त 2014 तक) में कनेक्ट द मैजिक प्रतियोगिता की घोषणा की गई थी, और WIZnet ने चिप्स और मॉड्यूल ( खरीद ) के लिए कीमतें गिरा दी थीं। प्रतियोगिता में, आप $ 15,000 तक जीत सकते थे। साइट पर विवरण, वहां एक उत्कृष्ट लेख है ।



दूसरे भाग में (यदि मैं इसे जोड़ता हूं ...) हम शेन्ज़ेन LC प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड से W5500 (या बल्कि WIZ550io) को एक छोटे डिबग बोर्ड में पेंच करने की कोशिश करेंगे। और $ 15,000 जीतें । शॉल Aliexpress पर $ 7.99 में बेचे जाते हैं और यहां तक ​​कि कई बार हैबे पर भी इसका उल्लेख किया गया था।









PS लेखक का सम्मानित कंपनी WIZnet से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन धीरे-धीरे W5500 पर लिंक की सूची बड़ी हो गई है और ऐसे हब में बदल गई है।