W5500-EVB-Pico评估版介绍

1 概述

  W5500-EVB-Pico是基于树莓派RP2040和完全硬连线TCP/IP控制器W5500的微控制器开发板-基本上与树莓派Pico板相同，但通过W5500芯片增加了以太网功能。

2 板载资源

2.1 硬件规格

• RP2040规格参数
  • 双核Arm Cortex-M0 + @133MHz
  • 264KB 高速SRAM和2MB板载内存
  • 通过专用QSPI总线最高支持16MB的片外闪存
  • DMA控制器
  • 30个GPIO引脚，其中4个可用作模拟输入（12位精度）
  • 2路UART、2个SPI控制器和2个I2C控制器、16路PWM通道、1个定时器、1个RTC
  • 8个可编程I/O(PIO)状态机

  W5500是一款高性价比的以太网芯片，其全球独一无二的全硬件TCPIP协议栈专利技术，解决了嵌入式以太网的接入问题，简单易用，安全稳定，是物联网设备的首选解决方案。

• W5500芯片规格参数
  • 全硬件TCPIP协议栈
    • 支持TCP,UDP,ICMP,IPv4,ARP,IGMP,PPPoE协议
    • 硬件协议栈不受网络攻击，安全稳定
  • 8个独立的硬件Socket，各路通信互不影响
  • 32KB片上缓存供TCP/IP包处理
  • 集成802.3以太网MAC
  • 集成10BaseT / 100Base-T以太网PHY
  • 主机接口:SPI高速串行外设接口（最高80Mhz ）
  • 低功耗，工作温度40℃左右
  • 支持嵌入式操作系统：Linux & RTOS
  • 支持掉电模式 & UDP网络唤醒
  • 工作电压3.3V，I/O 5V耐压
  • 支持自动协商（全/半双工，10M/100M)
• Micro-USB B接口，用于供电和下载程序
• 3针ARM串行线调试(SWD)端口
• 内置RJ45接口
• 内置LDO

2.2 硬件规格

  如上图所示，W5500-EVB-Pico引脚直接连接到RP2040的GPIO。它具有与树莓派Pico板相同的引脚。但是，GPIO16、GPIO17、GPIO18、GPIO19、GPIO20、GPIO21连接在板内的W5500上。这些引脚使SPI通信与W5500使用以太网功能。如果您正在使用以太网功能，这些引脚不能用于任何其他目的。

  W5500-EVB-Pico内部使用的RP2040 GPIO如下表所示:

I/O	引脚名	描述
I	GPIO16	连接W5500的MISO接口
O	GPIO17	连接W5500的CS接口
O	GPIO18	连接W5500的SCLK接口
O	GPIO19	连接W5500的MOSI接口
O	GPIO20	连接W5500的RSTn接口
I	GPIO21	连接W5500的INTn接口
I	GPIO24	VBUS检测接口
O	GPIO25	用户LED口
I	GPIO29	用于ADC模式检测VSYS/3

  除了GPIO和接地引脚外，还有7个其他引脚接口：

引脚号	引脚名	描述
PIN40	VBUS	Micro-USB输入电压，连接到Micro-USB接口引脚1。理论上支持5V。
PIN39	VSYS	主系统输入电压，可在4.3V到5.5V的允许范围内变化，由板载LDO产生3.3V。
PIN37	3VE_EN	连接到板载LDO使能引脚。要禁用3.3V(也使RP2040和W5500断电)，将此引脚短至低。
PIN36	3V3	主3.3V电源给RP2040和W5500，由板载LDO产生。
PIN35	ADC_VREF	ADC电源(和参考)电压，并在W5500-EVB-Pico上通过滤波3.3V电源产生。
PIN33	AGND	GPIO26-29接地参考。
PIN30	RUN	RP2040使能引脚，复位RP2040，将该引脚短至低。

2.3 工作条件

属性	参数
工作温度	-20℃~85℃
Micro-USB输入电压	DC 5V（+/- 10%)
输入电压	DC 4.3V~5.5V

3 参考资料

RP2040 数据手册：RP2040 datasheet

W5500数据手册：W5500 datashee

3.2 原理图

3.3 尺寸图 (单位 : mm)

3.4 参考例程

  请参考下面的链接，查找固件示例。

• C/C++ Examples
• CircuitPython Examples

4 硬件协议栈优势

1. 高效性：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，实现了真正的TCP/IP卸载引擎技术（ToE），为单片机减负，缩短了开发周期。
2. 稳定性：硬件协议栈在高速通信时依然保持稳定，其传输速率是单纯软件协议栈的两倍之多。
3. 安全性：由于TCP/IP在主系统外独立运行，因此能有效地防止外部恶意网络攻击。
4. 易用性：硬件协议栈易于使用，开发者无需专业的网络知识，如同控制外部存储器一样简单，真正实现网络的透明传输。
5. 高吞吐率：硬件协议栈有效地卸载主芯片TCP/IP处理负载，释放更多的CPU资源。