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2025/02/12 更新

W55MH32 芯片展现出卓越的性能优势。其内核选用 32 位的 Arm^® Cortex^®-M3 Core，运行主频能够达到令人瞩目的 216MHz，这为高效的数据处理提供了坚实保障。芯片配备了 1024KB 的 FLASH 以及 96KB 的 SRAM，大容量的存储配置足以满足复杂程序和数据的存储需求。同时，它对外设的支持能力强大，最高可支持 66 个 GPIO，极大地拓展了其应用的多样性和灵活性。尤为值得一提的是，W55MH32 芯片搭载了 WIZnet 的 TCP/IP 卸载引擎 (TOE)，该引擎整合了全硬件 TCP/IP 协议栈、MAC 以及 PHY。这种高度集成化的设计使得仅需这一颗芯片，就能轻松实现嵌入式以太网应用，显著降低了开发的复杂性和成本，为嵌入式以太网的应用开发带来了极大的便利与高效性，是嵌入式以太网项目的首选芯片。本篇文章我们将详细介绍如何在W55MH32芯片上面使用TOE功能，初始TOE引擎并进行网络初始化配置，开启以太网章节教程。关于TOE的寄存器信息请参考“W55MH32 参考手册“的第9章”TCP/IP 卸载引擎(TOE)“。

TCP/IP卸载引擎（TOE）简介

TCP/IP 卸载引擎（TOE）是一个嵌入式全硬件 TCP/IP 以太网控制器，它可以提供更简洁的嵌入式网络接入方案。10/100M 以太网数据链路层（MAC）及物理层（PHY），使得用户使用单芯片就能够在他们的应用中拓展网络连接。久经市场考验的 WIZnet 全硬件 TCP/IP 协议栈支持 TCP， UDP， IPv4， ICMP，ARP，IGMP 以及 PPPoE 协议。内嵌 32K 字节片上缓存以供以太网包处理。使用 TCP/IP 卸载引擎（TOE），只需要一些简单的 Socket 编程就能实现以太网应用。这将会比其他嵌入式以太网方案更加快捷、简便。用户可以同时使用 8 个硬件 Socket 独立通讯。为了减少系统能耗，提供了网络唤醒模式（WOL）及掉电模式供客户选择使用。

网络地址信息简介

网络地址信息是计算机网络中用于标识和定位设备、主机、网络等资源的数字标识符，在网络通信中起着至关重要的作用，它能帮助数据包在不同的网络节点间传递并到达目标设备。网络地址通常由IP地址、子网掩码、网关地址及DNS地址等组成，在不同层级上起着不同的作用。

请注意:

本文及后续文章提到的IP地址皆为IPv4版本。

地址：IP地址是计算机网络中用于唯一标识设备的地址。每台连接到网络上的设备都有一个IP地址，用于在网络上进行通信。通常以四个点分十进制数表示，每个数值的范围为0-255，例如：192.168.1.1。
子网掩码：子网掩码用于将一个IP地址划分为网络部分和主机部分。子网掩码的1对应的IP地址部分为网络地址，0对应的IP地址为主机地址，例如一个设备的IP地址为192.168.1.100，子网掩码为255.255.255.0，使用IP地址和子网掩码做与运算（AND运算）得出192.168.1.0，则说明该设备属于192.168.1.0网段设备，如果他想与192.168.2.0网段的设备进行通讯，则需要将数据交给网关进行处理。
网关地址：网关地址是当设备需要访问不同网络时，数据包首先经过的设备的IP地址。这个设备通常是网络边缘的路由器或防火墙，帮助本地设备与外部网络（如互联网）通信。
DNS地址：DNS地址是域名系统的IP地址，DNS是用于将易于记忆的域名转换为计算机能够理解的IP地址。例如，当您在浏览器中键入wiznet.io时，DNS服务器将把wiznet.io这个域名解析为相应的IP地址（可能是183.111.138.249或其他）。一般我们的DNS地址设置为公共DNS服务器地址（例如中国电信提供的114.114.114.114），也可以设置为私有DNS服务器地址（例如在您自己的网络中运行的服务器）。

除此之外，还有MAC地址，即硬件地址，也叫物理地址。

MAC地址：MAC地址是网络接口卡在数据链路层(OSI模型第二层)使用的唯一标识符。每个网络设备都应该被分配有一个唯一的MAC地址，用于在局域网中表示设备。它的长度为6字节，通常以16进制格式表示。前三个字节标识了设备制造商，例如WIZnet的设备的MAC地址前三个字节为00 08 DC，后三个字节表示该厂商的不同设备。需要注意的是，MAC地址的首字节必须为偶数，奇数则为组播地址。

请注意:

当IP地址冲突和MAC地址冲突时，都会导致网络无法通信。

实现过程

接下来，我们在W55MH32上实现网络初始化的功能。

步骤1：定义网络地址信息，并设置DHCP模式为静态地址模式


/* 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
};

步骤2：初始化硬件


/* hardware initialization */
rcc_clk_config();
delay_init();

console_usart_init(115200);

tim3_init();

步骤3：初始化TOE引擎并检测PHY状态


/* wiztoe init */
wiz_toe_init();

wiz_phy_link_check();

wiz_phy_link_check函数主要靠读取PHY寄存器来检测PHY连接状态，函数内容如下：


/**
* @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 link\r\n");
            wiz_print_phy_info();
        }
        else
        {
            printf("PHY no link\r\n");
        }
    } while (phy_link_status == PHY_LINK_OFF);
}

步骤4：设置网络地址信息

network_init函数的作用则是将步骤1定义的网络地址信息设置到TOE引擎中。如果DHCP模式为NETINFO_DHCP，则执行DHCP进程去更新网络地址信息为DHCP获取的网络地址信息。如果是NETINFO_STATIC模式则直接设置静态网络地址信息，最后打印出设置的网络地址信息。函数定义如下：


/**
* @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();
}

步骤5：回读IP地址并打印PING提示信息


wizchip_getnetinfo(&net_info);

printf("please try ping %d.%d.%d.%d\r\n", net_info.ip[0], net_info.ip[1], net_info.ip[2], net_info.ip[3]);

运行结果

请注意:

测试实例需要PC端和W55MH32处于同一网段。

烧录例程运行后，首先可以看到进行了PHY链路检测，然后打印了设置的网络地址信息以及PING提示信息。

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

如果无法PING通，可以按照以下步骤进行排查。

检查设置的地址是否能与PC端地址进行通信，一般建议设置为同一网段的地址
确认PC端与W55MH32网线连接正确，如果连接在交换机或路由器上，可以改成PC直连W55MH32的方式。
回读IP，子网掩码，默认网关，这几个寄存器的值是否与设置一致。
关闭PC端防火墙。

总结

本文介绍了 W55MH32 芯片的性能，阐述网络地址信息组成与作用，通过实战展示该芯片网络初始化过程，含定义地址信息、初始化硬件和 TOE、设置地址及回读 IP 等步骤。烧录例程可完成相关检测与信息打印，PC 能 PING 通设备，若失败有排查方法。下一篇文章将详细讲解DHCP协议，解析 DHCP 协议的核心原理及在获取 IP 信息中的应用，同时通过实战例程讲解在W55MH32 芯片上实现DHCP获取网络信息的具体实现步骤与要点，敬请期待！