單芯片解決方案，開(kāi)啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來(lái)前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來(lái)說(shuō)，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開(kāi)發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)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(fù)雜工控場(chǎng)景設(shè)計(jì)。它擁有66個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、5個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN、1個(gè)USB2.0以及1個(gè)SDIO接口。如此豐富的外設(shè)資源，能夠輕松應(yīng)對(duì)工業(yè)控制中多樣化的連接需求，無(wú)論是與各類傳感器、執(zhí)行器的通信，還是對(duì)復(fù)雜工業(yè)協(xié)議的支持，都能游刃有余，成為復(fù)雜工控領(lǐng)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(wǎng)關(guān)模組等場(chǎng)景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請(qǐng)進(jìn)入http://www.w5500.com/網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開(kāi)發(fā)者快速上手與深入開(kāi)發(fā)，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開(kāi)發(fā)板。開(kāi)發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開(kāi)發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開(kāi)發(fā)者全面評(píng)估芯片性能。

若您想獲取芯片和開(kāi)發(fā)板的更多詳細(xì)信息，包括產(chǎn)品特性、技術(shù)參數(shù)以及價(jià)格等，歡迎訪問(wèn)官方網(wǎng)頁(yè)：http://www.w5500.com/，我們期待與您共同探索W55MH32的無(wú)限可能。

第二十八章 W55MH32 Ethernet_Rate_Test示例

本篇文章我們將詳細(xì)介紹如何在W55MH32芯片上面實(shí)現(xiàn)太網(wǎng)測(cè)速功能，并通過(guò)實(shí)戰(zhàn)例程，為大家講解如何通過(guò)Jperf工具進(jìn)行測(cè)速。

該例程用到的其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如DHCP請(qǐng)參考相關(guān)章節(jié)。有關(guān)W55MH32的初始化過(guò)程，請(qǐng)參考Network Install章節(jié)，這里將不再贅述。

1 Jperf簡(jiǎn)介

JPerf是一個(gè)基于 Java的圖形化網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具，它是 Iperf（一個(gè)常用的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具）的圖形用戶界面（GUI）版本。Iperf是一個(gè)流行的開(kāi)源工具，廣泛用于網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲和丟包等性能指標(biāo)的測(cè)試，而 JPerf則通過(guò)圖形化界面讓用戶更加方便地進(jìn)行這些測(cè)試，而無(wú)需通過(guò)命令行操作。

2 Jperf特點(diǎn)

圖形化界面： JPerf提供一個(gè)直觀的用戶界面，簡(jiǎn)化了 Iperf配置和運(yùn)行過(guò)程，使得用戶可以更加輕松地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試。

支持多種協(xié)議： JPerf 支持 TCP和 UDP協(xié)議，允許用戶在測(cè)試過(guò)程中選擇不同的協(xié)議來(lái)模擬不同類型的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

實(shí)時(shí)性能監(jiān)控： JPerf 能夠?qū)崟r(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)（如帶寬、丟包率、延遲等），幫助用戶分析網(wǎng)絡(luò)狀況。

易于配置： 用戶可以通過(guò)圖形化界面輕松配置測(cè)試參數(shù)，如測(cè)試時(shí)長(zhǎng)、傳輸數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)包大小等。

跨平臺(tái)： 作為 Java應(yīng)用程序，JPerf可以在多種操作系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，包括 Windows、Linux 和 macOS。

3影響速率的幾點(diǎn)原因

MCU主頻

Socket緩存大小

單次傳輸數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

以太網(wǎng)差分線布線

4以太網(wǎng)測(cè)速流程

安裝Jperf

下載地址：https://nchc.dl.sourceforge.net/project/iperf/jperf/jperf%202.0.0/jperf-2.0.0.zip?viasf=1

安裝Jre

下載地址：Java Archive Downloads - Java SE 8u211 and later | Oracle 中國(guó)

打開(kāi)jperf圖形界面

注意：必須安裝Jre才支持打開(kāi)圖形化界面。

jperf.bat位于Jperf安裝目錄下：

配置工作模式以及單位量程：

對(duì)端發(fā)送數(shù)據(jù)開(kāi)始測(cè)速。

5實(shí)現(xiàn)過(guò)程

接下來(lái)，我們?cè)赪55MH32上實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)測(cè)速功能。

注意：測(cè)試實(shí)例需要PC端和W55MH32處于同一網(wǎng)段。

步驟1：填充測(cè)速數(shù)據(jù)

 1. for(uint16_t i=0; i< ETHERNET_BUF_MAX_SIZE; i++)
 2.     {
 3.         ethernet_buf[i]?=?65?+ i?%?26;
 4.     }

步驟2：初始化socket緩存

1. uint8_t tx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_]        ={2,0,0,0,0,0,0,0};
2. uint8_t rx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_]        ={2,0,0,0,0,0,0,0};
3.     /* Set socket0 send and receive cache to 16KB */
4.     wizchip_init(tx_size, rx_size);
5. 

步驟3：主循環(huán)調(diào)用do_jperf()函數(shù)進(jìn)行測(cè)速測(cè)試

do_jperf()函數(shù)如下：

 1. void do_jperf(uint8_t sn,uint8_t*buffer_txst,uint8_t*des_ip,uint16_t des_port)
 2. {
 3.     uint32_t len;
 4.     uint16_t port=50000;
 5.     switch(getSn_SR(sn))
 6.     {
 7.     case SOCK_INIT:
 8.         connect(sn, des_ip, des_port);
 9.         printf("%d:Try to connect to the %d.%d.%d.%d : %drn", sn, des_ip[0], des_ip[1], des_ip[2], des_ip[3], des_port);
10.         break;
11.     case SOCK_ESTABLISHED:
12.         if(getSn_IR(sn)&Sn_IR_CON)//// Socket n interrupt register mask; TCP CON interrupt = connection with peer is successful
13.         {
14.             setSn_IR(sn,Sn_IR_CON); // this interrupt should be write the bit cleared to '1'
15.             printf("%d:Connected to - %d.%d.%d.%d : %drn", sn, des_ip[0], des_ip[1], des_ip[2], des_ip[3], des_port);
16.         }
17.         send(sn, buffer_txst, strlen((char*)buffer_txst));// Data send process (User's buffer -> Destination through H/W Tx socket buffer)
18.         len= getSn_RX_RSR(sn);
19.  
20.         if(len>=sizeof(buffer_txst))// Sn_RX_RSR: Socket n Received Size Register, Receiving data length
21.         {
22.             recv(sn, buffer_txst, len);// Data Receive process (H/W Rx socket buffer -> User's buffer)
23.             send(0, buffer_txst, len);
24.         }
25.         elseif(len>0)
26.         {
27.             len= recv(sn, buffer_txst, len);
28.             send(sn, buffer_txst, len);
29.         }
30.  
31.         break;
32.     case SOCK_CLOSE_WAIT:
33.         disconnect(sn);
34.         break;
35.     case SOCK_CLOSED:
36.         socket(sn,Sn_MR_TCP, port++,Sn_MR_ND);
37.         if(port>60000)
38.         {
39.             port=50000;
40.         }
41.         break;
42.     }
43. }

do_jperf()函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)無(wú)時(shí)延模式的TCP客戶端，在成功連接上服務(wù)器之后則不斷發(fā)送數(shù)據(jù)。

6運(yùn)行結(jié)果

燒錄例程運(yùn)行后，首先進(jìn)行了PHY鏈路檢測(cè)，然后打印網(wǎng)絡(luò)地址信息，最后在未連接服務(wù)器時(shí)，不斷打印提示信息，直到連接上所設(shè)置的服務(wù)器為止：

接下來(lái)，我們看看不同主頻、socket緩存以及單次發(fā)送數(shù)據(jù)對(duì)速率的影響：

主頻：216MHz

socket收發(fā)緩存：16KB

單次數(shù)據(jù)：2048 Byte

測(cè)試速率為：6.55Mbits/s

主頻：216MHz

socket收發(fā)緩存：2KB

單次數(shù)據(jù)：2048 Byte

測(cè)試速率為：5.44Mbits/s

主頻：216MHz

socket收發(fā)緩存：16KB

單次數(shù)據(jù)：512 Byte

測(cè)試速率為：6.03Mbits/s

主頻：72MHz

socket收發(fā)緩存：16KB

單次數(shù)據(jù)：2048 Byte

測(cè)試速率為：4.34Mbits/s

7總結(jié)

本文講解了如何在 W55MH32芯片上實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)測(cè)速功能，通過(guò)實(shí)戰(zhàn)例程展示了借助 Jperf工具進(jìn)行測(cè)速的具體過(guò)程，包括填充測(cè)速數(shù)據(jù)、初始化 socket緩存以及在主循環(huán)中調(diào)用函數(shù)進(jìn)行測(cè)試等步驟。文章詳細(xì)介紹了 Jperf的概念、特點(diǎn)，以及影響以太網(wǎng)速率的因素和測(cè)速流程，幫助讀者理解其在網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試方面的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

下一篇文章將聚焦在 W55MH32芯片上實(shí)現(xiàn) Modbus TCP協(xié)議，解析 Modbus TCP協(xié)議的核心原理及在工業(yè)通信中的應(yīng)用，同時(shí)通過(guò)實(shí)戰(zhàn)例程講解如何在 W55MH32上搭建 Modbus TCP服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)與客戶端的通信，敬請(qǐng)期待！

WIZnet是一家無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司，成立于 1998年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP卸載引擎）技術(shù)，基于獨(dú)特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU?面向各種應(yīng)用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

WIZnet在全球擁有 70多家分銷商，在香港、韓國(guó)、美國(guó)設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營(yíng)銷。

香港辦事處管理的區(qū)域包括：澳大利亞、印度、土耳其、亞洲（韓國(guó)和日本除外）。

審核編輯 黃宇