單芯片解決方案，開啟全新體驗——W55MH32高性能以太網單片機

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網單片機，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗。這顆芯片將強大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數據處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協議棧、內置MAC以及PHY，擁有獨立的32KB以太網收發緩存，可供8個獨立硬件socket使用。如此配置，真正實現了All-in-One解決方案，為開發者提供極大便利。

在封裝規格上，W55MH32提供了兩種選擇：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封裝版本，尺寸為12x12mm，其資源豐富，專為各種復雜工控場景設計。它擁有66個GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、5個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復用）、1個CAN、1個USB2.0以及1個SDIO接口。如此豐富的外設資源，能夠輕松應對工業控制中多樣化的連接需求，無論是與各類傳感器、執行器的通信，還是對復雜工業協議的支持，都能游刃有余，成為復雜工控領域的理想選擇。同系列還有QFN68封裝的W55MH32Q版本，該版本體積更小，僅為8x8mm，成本低，適合集成度高的網關模組等場景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請進入http://www.w5500.com/網站或者私信獲取。

此外，本W55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網絡通信安全再添保障。

為助力開發者快速上手與深入開發，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發板。開發板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數據線，就能輕松實現調試、下載以及串口打印日志等功能。開發板將所有外設全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發者全面評估芯片性能。

若您想獲取芯片和開發板的更多詳細信息，包括產品特性、技術參數以及價格等，歡迎訪問官方網頁：http://www.w5500.com/，我們期待與您共同探索W55MH32的無限可能。

第一章 W55MH32網絡初始化示例

W55MH32芯片展現出卓越的性能優勢。其內核選用 32位的 Arm? Cortex?-M3 Core，運行主頻能夠達到令人矚目的 216MHz，這為高效的數據處理提供了堅實保障。芯片配備了 1024KB的 FLASH以及 96KB的 SRAM，大容量的存儲配置足以滿足復雜程序和數據的存儲需求。同時，它對外設的支持能力強大，最高可支持 61個 GPIO，極大地拓展了其應用的多樣性和靈活性。

尤為值得一提的是，W55MH32芯片搭載了 WIZnet的 TCP/IP卸載引擎 (TOE)，該引擎整合了全硬件 TCP/IP協議棧、MAC以及 PHY。這種高度集成化的設計使得僅需這一顆芯片，就能輕松實現嵌入式以太網應用，顯著降低了開發的復雜性和成本，為嵌入式以太網的應用開發帶來了極大的便利與高效性，是嵌入式以太網項目的首選芯片。

本篇文章我們將詳細介紹如何在W55MH32芯片上面使用TOE功能，初始TOE引擎并進行網絡初始化配置，開啟以太網章節教程。

關于TOE的寄存器信息請參考“W55MH32 參考手冊“的第9章”TCP/IP卸載引擎(TOE)“。

1 TCP/IP卸載引擎（TOE）簡介

TCP/IP卸載引擎（TOE）是一個嵌入式全硬件 TCP/IP以太網控制器，它可以提供更簡潔的嵌入式網絡接入方案。10/100M以太網數據鏈路層（MAC）及物理層（PHY），使得用戶使用單芯片就能夠在他們的應用中拓展網絡連接。

久經市場考驗的 WIZnet全硬件 TCP/IP協議棧支持 TCP， UDP， IPv4， ICMP，ARP，IGMP以及 PPPoE協議。 內嵌 32K字節片上緩存以供以太網包處理。使用 TCP/IP卸載引擎（TOE），只需要一些簡單的 Socket編程就能實現以太網應用。這將會比其他嵌入式以太網方案更加快捷、簡便。用戶可以同時使用 8個硬件 Socket獨立通訊。為了減少系統能耗， 提供了網絡喚醒模式（WOL）及掉電模式供客戶選擇使用。

2網絡地址信息簡介

網絡地址信息是計算機網絡中用于標識和定位設備、主機、網絡等資源的數字標識符，在網絡通信中起著至關重要的作用，它能幫助數據包在不同的網絡節點間傳遞并到達目標設備。網絡地址通常由IP地址、子網掩碼、網關地址及DNS地址等組成，在不同層級上起著不同的作用。

注意：本文及后續文章的IP地址皆為IPv4版本。

IP地址：IP地址是計算機網絡中用于唯一標識設備的地址。每臺連接到網絡上的設備都有一個IP地址，用于在網絡上進行通信。通常以四個點分十進制數表示，每個數值的范圍為0-255，例如：192.168.1.1。

子網掩碼：子網掩碼用于將一個IP地址劃分為網絡部分和主機部分。子網掩碼的1對應的IP地址部分為網絡地址，0對應的IP地址為主機地址，例如一個設備的IP地址為192.168.1.100，子網掩碼為255.255.255.0，使用IP地址和子網掩碼做與運算（AND運算）得出192.168.1.0，則說明該設備屬于192.168.1.0網段設備，如果他想與192.168.2.0網段的設備進行通訊，則需要將數據交給網關進行處理。

網關地址：網關地址是當設備需要訪問不同網絡時，數據包首先經過的設備的IP地址。這個設備通常是網絡邊緣的路由器或防火墻，幫助本地設備與外部網絡（如互聯網）通信。

DNS地址：DNS地址是域名系統的IP地址，DNS是用于將易于記憶的域名轉換為計算機能夠理解的IP地址。例如，當您在瀏覽器中鍵入www.example.com時，DNS服務器將把www.example.com這個域名解析為相應的IP地址（可能是192.168.1.1或其他）。一般我們的DNS地址設置為公共DNS服務器地址（例如中國電信提供的114.114.114.114），也可以設置為私有DNS服務器地址（例如在您自己的網絡中運行的服務器）。

除此之外，還有MAC地址，即硬件地址，也叫物理地址。

MAC地址：MAC地址是網絡接口卡在數據鏈路層(OSI模型第二層)使用的唯一標識符。每個網絡設備都應該被分配有一個唯一的MAC地址，用于在局域網中表示設備。它的長度為6字節，通常以16進制格式表示。前三個字節標識了設備制造商，例如WIZnet的設備的MAC地址前三個字節為00 08 DC，后三個字節表示該廠商的不同設備。需要注意的是，MAC地址的首字節必須為偶數，奇數則為組播地址。

注意：當IP地址沖突和MAC地址沖突時，都會導致網絡無法通信。

3實現過程

接下來，我們在W55MH32上實現網絡初始化的功能。

注意：測試實例需要PC端和W55MH32處于同一網段。

步驟一：定義網絡地址信息，并設置DHCP模式為靜態地址模式

/* network information */
wiz_NetInfo default_net_info = {
    .mac  = {0x00, 0x08, 0xdc, 0x12, 0x22, 0x12},
    .ip   = {192, 168, 1, 30},
    .gw   = {192, 168, 1, 1},
    .sn   = {255, 255, 255, 0},
    .dns  = {8, 8, 8, 8},
    .dhcp = NETINFO_STATIC
};

步驟二：初始化硬件

/* hardware initialization */
rcc_clk_config();
delay_init();
console_usart_init(115200);
tim3_init();

步驟三：初始化TOE引擎并檢測PHY狀態

1.     /* wiztoe init */
2.     wiz_toe_init();
3.  
4.     wiz_phy_link_check();

wiz_phy_link_check函數主要靠讀取PHY寄存器來檢測PHY連接狀態，函數內容如下：

 /**
* @brief Ethernet Link Detection
*/
void wiz_phy_link_check(void)
{
   uint8_t phy_link_status;
   do
   {
       delay_ms(1000);
       ctlwizchip(CW_GET_PHYLINK, (void *)&phy_link_status);
       if (phy_link_status == PHY_LINK_ON)
       {
           printf("PHY linkrn");
           wiz_print_phy_info();
       }
       else
       {
           printf("PHY no linkrn");
       }
   } while (phy_link_status == PHY_LINK_OFF);
}

步驟四：設置網絡地址信息

 network_init(ethernet_buf,&default_net_info);

network_init函數的作用則是將步驟1定義的網絡地址信息設置到TOE引擎中。

如果DHCP模式為NETINFO_DHCP，則執行DHCP進程去更新網絡地址信息為DHCP獲取的網絡地址信息。如果是NETINFO_STATIC模式則直接設置靜態網絡地址信息，并打印設置的網絡地址信息。

函數定義如下：

/**
* @brief   set network information
*
* First determine whether to use DHCP. If DHCP is used, first obtain the Internet Protocol Address through DHCP.
* When DHCP fails, use static IP to configure network information. If static IP is used, configure network information directly
*
* @param   sn: socketid
* @param   ethernet_buff:
* @param   net_info: network information struct
* @return  none
*/
void network_init(uint8_t *ethernet_buff, wiz_NetInfo *conf_info)
{
   int ret;
   wizchip_setnetinfo(conf_info); // Configuring Network Information
   if (conf_info->dhcp == NETINFO_DHCP)
   {
       ret = wiz_dhcp_process(0, ethernet_buff);
       if (ret == 0)
       {
           conf_info->dhcp = NETINFO_STATIC;
           wizchip_setnetinfo(conf_info);
       }
   }
   print_network_information();
}

步驟五：回讀IP地址并打印PING提示信息

wizchip_getnetinfo(&net_info);
printf("please try ping %d.%d.%d.%drn", net_info.ip[0], net_info.ip[1], net_info.ip[2], net_info.ip[3]);

4運行結果

燒錄例程運行后，首先可以看到進行了PHY鏈路檢測，然后打印了設置的網絡地址信息以及PING提示信息。

使用PC端PING W55MH32的IP地址(192.168.1.30)，可以PING通。

如果無法PING通，可以按照以下步驟進行排查。

檢查設置的地址是否能與PC端地址進行通信，一般建議設置為同一網段的地址

確認PC端與W55MH32網線連接正確，如果連接在交換機或路由器上，可以改成PC直連W55MH32的方式。

回讀IP，子網掩碼，默認網關，這幾個寄存器的值是否與設置一致。

關閉PC端防火墻。

5總結

本文介紹了 W55MH32芯片的性能，闡述網絡地址信息組成與作用，通過實戰展示該芯片網絡初始化過程，含定義地址信息、初始化硬件和 TOE、設置地址及回讀 IP等步驟。燒錄例程可完成相關檢測與信息打印，PC能 PING通設備，若失敗有排查方法。

下一篇文章將詳細講解DHCP協議，解析 DHCP協議的核心原理及在獲取 IP信息中的應用，同時通過實戰例程講解在W55MH32芯片上實現DHCP獲取網絡信息的具體實現步驟與要點，敬請期待！

WIZnet是一家無晶圓廠半導體公司，成立于 1998年。產品包括互聯網處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP卸載引擎）技術，基于獨特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU?面向各種應用中的嵌入式互聯網設備。

WIZnet在全球擁有 70多家分銷商，在香港、韓國、美國設有辦事處，提供技術支持和產品營銷。

香港辦事處管理的區域包括：澳大利亞、印度、土耳其、亞洲（韓國和日本除外）。

審核編輯 黃宇