W5300控制器詳細設計及使用說明文檔

1、目錄1引言1.1 編寫目的1.2 定義1.3 參考資料?High-performance_Internet_Connectivity_Solution_W5300_V123»?W5300中文用戶數據手冊_V1.2.22W5300控制器的實現流程本W5300控制器在16位數據的直接模式地址方式的基礎上實現。2.1 實現流程圖2.2 流程簡要說明1. W5300reset：W5300工作之前，需要對其進行復位，復位低電平有效，并且至少保持2us（W5300不支持上電復位，必須通過'/reset1口對其進行復位）。2. Waitforatleast10ms:W5300復位后，需要等

2、待至少10ms使得W500內部鎖相環(huán)穩(wěn)定后，才能進行W5300初始化操作。3. W5300initialization:初始化W5300就是將相應的參數按照寫時序要求寫入寄存器。初始化分為3個步驟：1）主機接口配置：設置主機接口模式和時序，設置數據位寬，設置主機中斷。2） 設置網絡信息：設置數據通信的基本信息（SHAR、GAS、SBUS和SIPR）;設置重新發(fā)送的時間間隔和重發(fā)次數。3） 內部TX/RX存儲器分配：定義內部TX/RX存儲器大小及SOCKTEn的TX/RX存儲器大小。4. Datacommunicate:對使用的COCKETn初始化，進行發(fā)送、接收數據及相關配置。3流程控制3.1

3、 W5300RESET通過W5300芯片的/RESET接口對芯片進行復位，低電平有效。RESET信號低電平至少持續(xù)2us,為了使鎖相環(huán)邏輯穩(wěn)定，復位信號恢復高電平后至少等待10ms,見圖3.1-1。W5300不支持上電復位。因此必須由外部系統(tǒng)給出復位信號。在復位信號有效的2us期間，需要對BIT16EN'接口進行配置。'BIT16EN為16/8位數據位選擇，它確定W5300的數據位的寬度：高電平選擇16位數據位，低電平選擇8位數據位。在復位期間，它被鎖存在模式寄存器（MR）的第15位，復位后它的改變不會產生影響。即數據位的寬度在復位后不會發(fā)生改變。圖3.1-1W5300復位初始

4、化3.2 W5300初始化3.2.1 數據位寬設置數據位寬的設置可參見3.1節(jié)，根據實際使用，'BIT16EN接口信號可以始終配置為1。'3.2.2 主機接口模式和時序設置主機的接口模式和時序設置即為對W5300的模式（MR）寄存器進行配置：?MR寄存器地址：0x000?MR基礎器配置值：0xB800卜表3.2.2-1為MR寄存器的配置說明：表3.2.2-1MR寄存器位符號說明MR15DBW數據總線寬度0:8位數據總線寬度1:16位數據總線寬度在W5300復位期間，這個值由BIT16EN引腳的電平確定。復位后，這個值不改變。MR14MPFMAC層終止數據報文0:正常報文1:終止

5、報文當從路由器或交換機收到終止報文時，該位置1。當設置為1時，將停止數據傳輸，直到該位為0'MR13WDF2寫數據訪問時間當寫數據操作時，/CS為低電平后，W5300在WDFPLL_CLK時間后取MR12WDF1MR11WDF0寫入的數據，如果主機寫操作在WD*PLL_CLK完成（/CS恢復為高電平），寫入的數據在'/C明高電平時取走MR10RDH讀數據保持時間0:沒有數據保持時間1:數據保持時間為2XPLL_CLK在主機進行讀操作時，當主機的讀操作完成（/CS恢復高電平）后，W5300在2XPLL_CLK時間之內保持讀取的數據。在這種情況下，注意數據總線上的數據沖突MR9-保

6、留MR8FSFIFO交換0:禁止交換1:允許交換它用于高字節(jié)和低字節(jié)的交換。W5300的字節(jié)一般采用大端模式。如果主機系統(tǒng)采用小端模式，那么將該位置1',將Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的字節(jié)順序交換，使用效果與小端模式相同MR7RST軟件復位該位置1，'對W5300軟件復位。復位結束后自動清0'MR6-保留MR5MT存儲器測試0:禁止內部RX/TX存儲器測試1:允許內部存儲器測試一般來講，W5300內部TX存儲器支持主機通過Sn_TX_FIFOR寄存器的寫操作，而內部RX存儲器只支持主機通過Sn_RX_FIFOR寄存器的讀操作。如果該位置1；內部RX/

7、TX存儲器同時支出通過Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的讀寫操作，從而校驗內部TX/RX存儲器。測試W5300內部TX/RX完成后，需要對系統(tǒng)重新復位或關閉端口。MR4PBPing功能阻止模式0:允許Ping1:禁止Ping自動Ping應答支持最多119個字節(jié)。Ping功能阻止模式還需要考慮Sn_MR和Sn_PROTOR的設置。MR3PPPoEPPPoE模式0:禁止PPPoE模式1:啟動PPPoE模式MR2DBS數據總線交換0:禁止交換1:允許交換DBS位只交換Sn_TX_FIFOR/Sn_RX_FIFOR的高字節(jié)和低字節(jié)。然而該位交換所有寄存器的高字節(jié)和低字節(jié)，包括Sn_TX_

8、FIFOR/Sn_RX_FIFOR寄存器。該位只有DBW為時有效。MR1-保留MR0IND間接總線模式0:直接總線模式1:間接總線模式它設置W5300與主機的接口模式3.2.3 host主機中斷設置主機中斷設置即為對中斷屏蔽寄存器進行配置，它配置W5300的中斷并報告給主機。IMR的每一個中斷屏蔽位對應IR的每一個中斷位。當IR的任何一個位為且相應的IMR位也為住將向主機產生中斷（'/INT'輸出低電平）。如果相應的IMR位為Q'將不產生中斷（'/INT保持高電平），即使IR位為?IMR寄存器地址：0x004?IMR基礎器配置值：0X80FF下表為IR寄存器的位

9、說明，可以根據IR寄存器對IMR寄存器進行配置：表3.2.3-1IR寄存器位符號說明IR15IPCFIP沖突當IP地址產生沖突時，該位置1時（當接收到ARP請求數據包的IP地址與W5300本機IP地址相同）。當它置時，網絡中的另外一個設備使用了相同的IP地址，將造成通信錯誤。因此需要盡快采取措施解決這個問題。IR14DPUR目標端口無法到達當收到ICMP（目的端口無法到達）數據包時，該位置1。該中斷用于UDP協(xié)議傳輸。IR13PPPTPPPoE中止在PPPoE模式，當與服務器連接關閉時，該位置1；IR12FMTU分片最大傳輸單元（MTU）當收到ICMP（分片最大傳輸單元）數據包時，該位置1。在

10、基于UDP協(xié)議傳輸時，需要考慮。TCP協(xié)議下可以不需要考慮。IR11:8-保留IR7S7_INTSOCKET7中斷當SOCKET7產生中斷時，該位置該中斷信息對應于S7_IR1。當S7_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR6S6_INTSOCKET6中斷當SOCKET6產生中斷時，該位置1；該中斷信息對應于S6_IR1。當S6_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR5S5_INTSOCKET5中斷當SOCKET5產生中斷時，該位置1；該中斷信息對應于S5_IR1。當S5_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR4S4_INTSOCKET4中斷當SOCKET4產生中斷時，該位置

11、該中斷信息對應于S4_IR1。當S4_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR3S3_INTSOCKET3中斷當SOCKET3產生中斷時，該位置該中斷信息對應于S3_IR1。當S3_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR2S2_INTSOCKET2中斷當SOCKET2產生中斷時，該位置該中斷信息對應于S2_IR1。當S2_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR1S1_INTSOCKET1中斷當SOCKET1產生中斷時，該位置1；該中斷信息對應于S1_IR1o當S1_IR1被主機清鑿，該位自動清0'IR0S0_INTSOCKET0中斷當SOCKET0產生中斷時，該位置1；

12、該中斷信息對應于S0_IR1。當S0_IR1被主機清鑿，該位自動清0'3.2.4 基本網絡信息設置基本網絡信息設置，即為對W5300的本機硬件地址（MAC）寄存器（SHAR）、網關IP地址寄存器（GAR）、子網掩碼寄存器（SUBR）和本機IP地址寄存器（SIPR）進行配置。1） 本機硬件地址（MAC）寄存器（SHAR）配置：?SHAR0寄存器地址：0x008?SHAR0寄存器配置值：MAC47:32?SHAR2寄存器地址：0X00A?SHAR2寄存器配置值：MAC31:16?SHAR4寄存器地址：0X00C?SHAR4寄存器配置值：MAC15:02） 網關IP地址寄存器（GAR）配置：

13、?GAR0寄存器地址：0x010?GAR0寄存器配置值：GAR31:16?GAR1寄存器地址：0x012?GAR1寄存器配置值：GAR15:03） 子網掩碼寄存器（SUBR）配置：?SUBR0寄存器地址：0x014?SUBR0寄存器配置值：SUBR31:16?SUBR1寄存器地址：0x016?SUBR1寄存器配置值：SUBR15:04） 本機IP地址寄存器（SIPR）?SIPR0寄存器地址：0x014?SIPR0寄存器配置值：SUBR31:16?SIPR1寄存器地址：0x016?SIPR1寄存器配置值：SUBR15:03.2.5 重新發(fā)送參數設置重新發(fā)送參數設置，即為對W5300的重復發(fā)送超時

14、寄存器（RTR）和重復發(fā)送計數寄存器（RCR）進行配置。1） 重復發(fā)送超時寄存器（RTR）用于配置重復發(fā)送超時周期的值。RTR的標準單位是100us,RTR初始化設置為2000（0x7D0）,超時的時間周期為200ms。?RTR寄存器地址：0x01C?RTR寄存器配置值：0x07D0（200ms）2）重復發(fā)送計數寄存器（RCR）用于配置重復發(fā)送的次數。當重復發(fā)送的次數達到'RCR+中寸，將產生超時中斷（Sn_IR的TIMEOUT位置二?RCR寄存器地址：0X01E?RCR寄存器配置值：0x3（3次）APP和TCP的超時計算可參見W5300的數據手冊。3.2.6 SOCKETn的內部TX

15、/RX存儲器空間分配設置W5300內部包含16個8K字節(jié)的存儲單元。這些存儲單元依次映射在128K字節(jié)的存儲器空間。128K存儲器分為發(fā)送存儲器（TX）和接收存儲器（RX）。內部TX和RX存儲器以8K字節(jié)為單元分布在128K字節(jié)空間。內部TX/RX存儲器可以在064K字節(jié)空間以1K字節(jié)為單元從新分配給每個SOCKETo1） 定義內部TX/RX存儲器大小可以在存儲器單元類型寄存器（MYTPER）中配置，每個8K字節(jié)的存儲單元對應MTYPER的一個位。當該位為1時，它用于TX存儲器，當該位為0寸，它用于RX存儲器。MTYPER的低位都配置為TX存儲器。其余沒有配置為TX存儲器的都應該設置為0

16、9;MYTPER寄存器地址：0x030MYTPER寄存器配置值：0X00FF（平均分配）2） 每個SOCKET的內部TX存儲器的大小由TX存儲器大小配置寄存器（TMSR）配置。每個SOCKET在復位后自動分配8K字節(jié)的TX存儲空間。TMS01R寄存器地址：0x020TMS01R寄存器配置值：高8位為SOCKET0 的配置值（0x190E）TMS23R寄存器地址：0x022TMS23R寄存器配置值：高8位為SOCKET0 的配置值（0x1900）TMS45R寄存器地址：0x024TMS45R寄存器配置值：高8位為SOCKET0 的配置值（0x0000）TMS67R寄存器地址：0x026TMS67

17、R寄存器配置值：高8位為SOCKET0 的配置值（0x0000）的配置值，低8位為SOCKET1的配置值，低8位為SOCKET1的配置值，低8位為SOCKET1的配置值，低8位為SOCKET13） 每個SOCKET的內部RX存儲器的大小由RX存儲器大小配置寄存器（RMSR）配置。每個SOCKET在復位后自動分配8K字節(jié)的RX存儲空間。?RMS01R寄存器地址：0x028?RMS01R寄存器配置值：高8位為SOCKET0的配置值，低8位為SOCKET1的配置值（0x190E）?RMS23R寄存器地址：0x02A?RMS23R寄存器配置值：高8位為SOCKET0的配置值，低8位為SOCKET1的配

18、置值（0x1900）?RMS45R寄存器地址：0x02C?RMS45R寄存器配置值：高8位為SOCKET0的配置值，低8位為SOCKET1的配置值（0x0000）?RMS67R寄存器地址：0x02E?RMS67R寄存器配置值：高8位為SOCKET0的配置值，低8位為SOCKET1的配置值（0x0000）3.3 數據通信完成初始化設置以后，W5300可以以TCP、UDP、IPRAW或MACRAW的方式打開SOCKET發(fā)送或接收數據。根據實際使用，在此只描述基于TCP協(xié)議的W5300工作方法。在TCP模式，首先要根據IP地址和端口號與對端建立SOCKET連接。通過連接的SOCKET發(fā)送和接收數據。

19、建立SOCKET的連接有“TCP服務器”和“TCP客戶端”之分。區(qū)分它們的方法是誰首先發(fā)送連接請求（SYS數據包）。“TCP服務器”等待對端的連接請求，當收到連接請求時建立SOCKET連接（被動打開）?！癟C哈戶端”主動發(fā)出連接請求，與對端建立連接（主動打開）。下圖3.3-1為W5300在TCP模式下數據通信的工作流程：圖3.3-1TCP模式下數據通信工作流程3.3.1 SOCKET初始化為了實現TCP通信，需要對SOCKET進行初始化設置并打開SOCKET。為了打開SOCKET,選擇其中的一個SOCKET（被選擇的SOCKET稱之為SOCKETn）,通過SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）

20、和SOCKETn源端口號寄存器（Sn_PORTR）分另設置通信協(xié)議和本機端口號（在TCP服務器模式，稱之為偵聽端口號），然后執(zhí)行OPEN命令。執(zhí)行完OPEN命令后，如果Sn_SSR改變?yōu)镾OCK_INIT,則SOCKET的初始化設置完成。3.3.1.1 SOCKETn模式寄存器設置SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）用于配置SOCKET的協(xié)議類型及相關一些選項。?Sn_MR寄存器地址：0x200（0x240、0x280）?Sn_MR寄存器配置值：0x0121（隊列對齊、允許無延時響應、TCP模式）卜表為SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）的配置位說明:表3.3.1.1-1Sn_MR寄存器位

21、符號說明Sn_MR15:9-保留Sn_MR8ALIGN隊列對齊0:不使用對齊1:使用對齊只有在TCP模式下有效，在TCP通信過程中，當每次收到的數據包的字節(jié)數為偶數且該位置為1時，接收數據可直接刪去附在接收數據包中的PACKET-INFO（數據的字節(jié)數），使讀取數據的操作大大增強。Sn_MR7MULTI多播0:禁止多播1:允許多播只有在UDP模式下有效Sn_MR6MFMAC地址過濾0:禁止MAC地址過濾1:允許MAC地址過濾只有在MACRAW模式下有效Sn_MR5ND使用無延時的ACK0:禁止延時ACK選項1:允許延時ACK選項只有在TCP模式下有效，當該位置1；收到對端的數據包后立即發(fā)送AC

22、K數據包響應。建議將該位置1'以提高TCP通信的性能。Sn_MR4-保留Sn_MR3:0P3:0協(xié)議類型。它用于配置每個SOCKET的通信協(xié)議（TCP、UDP、IPRAW,MACRAW等）或PPPoESOCKET與PPPoE服務器之間的操作。4'b0000:SOCKETClosed4'b0001:TCP4'bxxx0其它3.3.1.2 SOCKETn中斷屏蔽寄存器設置SOCKETn中斷屏蔽寄存器（Sn_IMR）配置SOCKETn向主機產生的中斷，Sn_IMR的中斷屏蔽位與SOCKETn中斷寄存器（Sn_IR）是對應的。參考2.2.3主機中斷設置。?Sn_IMR寄

23、存器地址：0x204（0x244、0x284）?Sn_IMR寄存器配置值：0x001B（send_OK、timeout、discon、con）下表3.3.1.2-1為Sn_IR寄存器的位說明，可以根據Sn_IR寄存器對Sn_IMR寄存器進行配置：位符號說明Sn_IR7PRECVPPP接收中斷接收到不支持的可選數據（OptionData）時，該位置位。Sn_IR6PFAILPPP失敗中斷PAP認證失敗時該位置位Sn_IR5PNEXTPPP下一過程中斷在PPPoE連接過程中，該過程改變時置位Sn_IR4SENDOK發(fā)送完成中斷SEND命令完成后置位Sn_IR3TIMEOUT超時中斷在ARP和TCP

24、過程中超時置位Sn_IR2RECV接收數據中斷端口從對端接收到數據時置位Sn_IR1DISCON斷開連接中斷接收到從對端來的FIN或FIN/ACK數據包時置位Sn_IR0CON連接中斷與對端成功建立連接時置位3.3.1.3 SOCKETn目的IP地址寄存器在TCP客戶端模式下，運行CONNECT命令之前，必須將SOCKETn目的IP地址寄存器(Sn_DIPR)設置為TCP服務器的IP地址。而在TCP服務器模式，當成功建立連接以后，它被W5300自動配置為TCP客戶端的IP地址。?Sn_DIPR0寄存器地址：0x214(0x254、0x294)?Sn_DIPR0寄存器配置值：DIPR31:16?

25、Sn_DIPR1寄存器地址：0x216(0x256、0x296)?Sn_DIPR1寄存器配置值：DIPR15:03.3.1.4 端口號寄存器設置端口號寄存器設置包括對SOCKETn源端口號寄存器(Sn_PORTR)和SOCKETn目的端口號寄存器(Sn_DPORTR)的配置。1) SOCKETn源端口號寄存器(Sn_PORTR)用于配置源端口的端口號，必須在OPEN命令之前設置。?Sn_PORTR寄存器地址：0x20A(0x24A、0x28A)?Sn_PORTR寄存器配置值：2) SOCKETn目的端口號寄存器(Sn_DPORTR)用于設置SOCKETn的目的端口號。在TCP客戶端模式下運行C

26、ONNECT命令之前，需要將它設置為處于TCP服務器模式下的偵聽端口的端口號。而在TCP服務器模式，當成功建立連接以后，它被W5300自動配置為TCP客戶端的端口號。?Sn_DPORTR寄存器地址：0x212(0x252、0x252)?Sn_DPORTR寄存器配置值：3.3.2 SOCKET建鏈基于TCP模式的SOCKET建鏈，建鏈過程中需要配置及查詢SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)、SOCKETn中斷寄存器(Sn_IR)和SOCKETn狀態(tài)寄存器(Sn_SSR)。?SOCKETn命令寄存器地址：0x202(0x242、0x282)?SOCKETn中斷寄存器地址：0x206(0x246、

27、0x286)?SOCKETn狀態(tài)寄存器地址：0x208(0x248、0x288)下表3.3.2-1為SOCKETn命令寄存器說明：表3.3.2-1SOCKETn命令寄存器值命令說明0x01打開端口OPEN它根據Sn_MR(P3P0)所定義的協(xié)議類型初始化端口并打開端口0x02偵聽LISTEN只有在TCP模式下有效(Sn_MR(P3:P0)=Sn_MR_TCP)它將SOCKETn設置為TCP服務器模式。它將改變Sn_SSR寄存器的SOCK_INIT為SOCK_LISTEN,以等待其它TCP客戶端的連接請求(SYN數據包)當Sn_SSR為SOCK_LISTEN且成功處理了其它TCP客戶端的連接請求

28、時，Sn_IR(0)將置1,而Sn_SSR變?yōu)镾OCK_ESTABLISHED。如果沒有處理連接請求(SYN/ACK傳輸失敗），TCP產生超時（Sn_IR（3）=1）且Sn_SSR變?yōu)镾OCK_CLOSED0x04連接CONNECT它將端口設置為TCP客戶端模式它發(fā)送連接請求到由Sn_DIPR和Sn_DPORTR指定的TCP服務器。當連接請求被成功處理（收到SYN/ACK數據包），Sn_IR（0）置1：且Sn_SSR的狀態(tài)變?yōu)镾OCK_ESTABLISHED。如果連接失敗，可能有三種情況1 .ARP產生超時，因為目標硬件地址無法獲得2 .沒有收到SYN/ACK數據包而產生超時（Sn_IR（3）

29、=1）3 .收到RST數據包而不是SYN/ACK數據包以上三種情況Sn_SSR者B將變?yōu)镾OCK_CLOSED狀態(tài)0x08斷開連接DISCON不論是TCP服務器還是客戶端，它都將執(zhí)行斷開連接的處理。1 .主動關閉：它發(fā)送斷開連接的請求（FIN數據包）到連接的對端2 .被動關閉：當收到對端的斷開連接請求（FIN數據包）時，它發(fā)送FIN數據包。如果斷開連接成功（收到對端的FIN/ACK數據包），Sn_SSR的狀態(tài)將變?yōu)镾OCK_CLOSED。如果斷開連接失敗，產生TCP超時（Sn_IR（3）=1）且Sn_SSR的狀態(tài)變?yōu)镾OCK_CLOSED。另外，如果直接使用CLOSE命令而不是DISCON命令

30、，只有Sn_SSR的狀態(tài)變?yōu)镾OCK_CLOSED,不產生斷開連接的處理（斷開連接的請求）。如果在通信過程中收到對端發(fā)送來的RST數據包，Sn_SSR無條件變?yōu)镾OCK_CLOSED狀態(tài)。0x10端口關閉CLOSE關閉端口，Sn_SSR的狀態(tài)變?yōu)镾OCK_CLOSED。0x20發(fā)送數據SEND啟動數據發(fā)送，發(fā)送的字節(jié)長度由Sn_TX_WRSR確定。當發(fā)送過程結束，Sn_IR（SENDOK）將置1,主機檢測到Sn_IR（SENDOK）=1后，可以進行下一次的傳輸。如果通過SEND命令數據包成功傳輸到對端（當收到對端的DATA/ACK數據包），Sn_TX_FSR根據傳輸的數據長度自動增加。如果沒有

31、傳輸成功（沒有收到DATA/ACK的數據包）,將產生超時（Sn_IR（3）=1）,且Sn_SSR進入SOCK_CLOSED狀態(tài)。另外，主機在使用SEND命令發(fā)送數據之前，首先通過Sn_TX_FIFOR寄存器將數據寫入到TX存儲器，然后寫入要發(fā)送數據的字節(jié)數到Sn_TX_WRSR。0x40接收數據RECV它表示主機接收到SOCKETn的數據在使用RECV命令前，主機需要通過Sn_RX_FIFOR寄存器從RX存儲器讀取接收的數據。卜表3.3.2-2為SOCKETn狀態(tài)寄存器中與TCP模式相關的說明:表3,3.2-2SOCKETn狀態(tài)寄存器值符號說明0x00SOCK_CLOSEDSOCKETn端口資

32、源釋放狀態(tài)當執(zhí)行DISCON或CLOSE命令，或產生ARP、TCP超時，不管以前是什么狀態(tài)，此時它都變?yōu)镾OCK_CLOSED狀態(tài)0x13SOCK_INITSOCKETn以TCP模式打開時的狀態(tài)當Sn_MR（P3P0）為Sn_MR_TCP且執(zhí)行OPEN命令時，它變?yōu)镾OCK_INIT狀態(tài)。它是建立TCP連接的第一步。這時可以使用LISTEN命令設置TCP服務器模式，或CONNECT命令設置TCP客戶端模式0x14SOCK_LISTEN它是SOCKETn在TCP服務器狀態(tài)等待TCP客戶端的連接請求（SYN數據包）當運行LISTEN命令時，它改變?yōu)镾OCK_LISTEN狀態(tài)。當成功處理了TCP客戶

33、端的連接請求（SYN數據包），SOCK_LISTEN變?yōu)镾OCK_ESTABLISHED。如果失敗，將產生超時中斷（Sn_IR（TIMEOUT）=1）,且狀態(tài)改變?yōu)镾OCK_CLOSED0x17SOCK_ESTABLISHED它是TCP建立連接的狀態(tài)在SOCK_LISTEN狀態(tài)，收到TCP客戶端SYN數據包并成功處理，它將變成SOCK_ESTABLISHED,或CONNECT命令成功運行。在這種狀態(tài)，可以進行數據傳輸，即可以運行SEND或RECV命令。0x1CSOCK_CLOSE_WAIT該狀態(tài)是收到對端斷開連接請求（FIN數據包）由于TCP連接處于半關閉狀態(tài)，但可以進行數據傳輸。為了徹底斷開

34、TCP連接，必須執(zhí)行DISCON命令。如果關閉SOCKEn而沒有斷開連接的處理，可以只運行CLOSE命令0x15SOCK_SYNSENT該狀態(tài)表示連接請求（SYN數據包）發(fā)送到TCP服務器該狀態(tài)顯示CONNECT命令從SOCK_INIT至USOCK_ESTABLISHED的狀態(tài)改變過程在這種狀態(tài)，如果收到TCP服務器允許連接信息（SYN/ACK數據包），狀態(tài)自動轉換為SOCK_ESTABLISHED。如果在產生TCP超時（Sn_IR（TIMEOUT）=1）之前沒有收到TCP服務器的SYN/ACK數據包，那么它自動轉變?yōu)镾OCK_CLOSED0x16SOCK_SYNRECV該狀態(tài)表示收到TCP客

35、戶端的連接請求（SYN數據包）當W5300向TCP客戶端發(fā)出允許連接（SYN/ACK數據包）信息后，它自動變換為SOCK_ESTABLISHED。如果失敗，將產生超時（Sn_IR（TIMEOUT）=1）,且改變?yōu)镾OCK_CLOSED0x18SOCK_FIN_WAITSOCKETn被關閉的狀態(tài)當SOCKET完成主動關閉或被動關閉的斷開連接處理時出現這種狀態(tài)。當成斷開連接處理或TCP超時（Sn_IR（TIMEOUT）=1），它的狀態(tài)將改變?yōu)镾OCK_CLOSED0X1BSOCK_TIME_WAIT0X1DSOCK_LAST_ACK3.3.2.1 SOCKET打開運行OPEN命令將所操作的SOCK

36、ET打開。1）打開設置向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）寫入OPEN命令：0x01；2） 打開狀態(tài)查詢讀取SOCKETn狀態(tài)寄存器（Sn_SSR）,如果寄存器值為0x13（SOCK_LISTEN）,SOCKET即處于打開狀態(tài)。3.3.2.2 SOCKET偵聽運行LISTEN命令將W5300設置為TCP服務器模式。1) 偵聽設置向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)寫入LISTEN命令：0x02;2) 偵聽狀態(tài)查詢讀取SOCKETn狀態(tài)寄存器(Sn_SSR),如果寄存器值為0x14(SOCK_LISTEN),SOCKET即處于偵聽狀態(tài)。3.3.2.3 SOCKET鏈接運行CONNECT命

37、令將W5300設置為TCP服務器模式。1) 鏈接設置向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)寫入CONNECT命令：0x03;2) 鏈接狀態(tài)查詢讀取SOCKETn狀態(tài)寄存器(Sn_SSR),如果寄存器值為0x17(SOCK_ESTABLISHED),或者檢測到SOCKETn中斷寄存器Sn_IR0被置為'1'則SOCKET即處于鏈接狀態(tài)。鏈接成功后，需要將Sn_IR0的中斷標識清除。3.3.3SOCKET數據通信3.3.3.1 接收數據檢測是否接收到對端發(fā)送過來的數據，并做相應處理。1)檢測是否接收到數據方法一：檢測SOCKETn中斷寄存器Sn_IR2是否被置為了如果為1,

38、9;則確認為接收到對端發(fā)送過來的數據。方法二：檢測OCKETn接收數據的字節(jié)長度寄存器(Sn_RX_RSR)是否等于零，如果不等于零，則確認為接收到對端發(fā)送過來的數據。?Sn_RX_RSR寄存器地址：2)接收數據處理步驟一：讀取OCKETn接收數據的字節(jié)長度寄存器(Sn_RX_RSR),獲取當前RXmemory中的數據長度。步驟二：根據步驟一中獲取的數據長度，通過SOCKETnRXFIFO寄存器(Sn_RX_FIFOR)獲取RXmemory中的數據。?Sn_RX_FIFOR寄存器地址：步驟三：向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)寫入RECV命令：0x40；3)是否清楚接收中斷接收數據處理完

39、成后，再次檢查OCKETn接收數據的字節(jié)長度寄存器(Sn_RX_RSR)是否等于零，如果為零，則清除SOCKETn中斷寄存器Sn_IR2的中斷，否則不清除。3.3.3.2 發(fā)送數據將數據通過Sn_TX_FIFOR寫入到內部TX存儲器后，W5300將試著把數據發(fā)送到對端。發(fā)送數據的大小不能比分配給該SOCKETn的內部TX存儲器空間大。為了下一次數據的發(fā)送，主機必須檢查上次SEND命令是否執(zhí)行完畢。如果上一次的SEND命令還沒有執(zhí)行完而又開始下一次的SEND命令，將可能產生各種各樣的錯誤。數據越大，執(zhí)行SEND命令所需要的時間就會越長。所以要想提高發(fā)送效率，適當將數據分為合適的大小發(fā)送。1）在檢

40、測到有數據發(fā)送請求后，需要獲取SOCKETn剩余存儲空間寄存器（Sn_TX_FSR）和SOCKETn中斷寄存器（Sn_IR）。當Sn_IR0等于1'且Sn_IR4等于同（第一次發(fā)送數據除外），讀取SOCKETn剩余存儲空間寄存器（Sn_TX_FSR）中的剩余存儲空間，并清除Sn_IR4的中斷（第一次發(fā)送數據除外）。?Sn_TX_FSR寄存器地址：2） 通過SOCKETnTXFIFO寄存器（Sn_TX_FIFOR）發(fā)送待發(fā)數據，發(fā)送的數據量不能超過Sn_TX_FSR中的剩余存儲空間。3） 待發(fā)數據寫入TXmemory后，向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）寫入SEND命令：0x20;

41、3.3.4SOCKET關閉3.3.4.1 斷開鏈接處理當接收到有對端的斷開連接的請求（接收到FIN數據包），或者接收到上層應用的斷鏈請求后，需要做斷開鏈接處理。1）檢測到SOCKETn中斷寄存器（Sn_IR）的Sn_IR1等于對，確認為接收到接收到對端的FIN數據包或者接U到對端的FIN/ACK數據包，可以進行斷開鏈接處理，并將中斷標志清除。2）向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）寫入DISCON命令，進行斷開鏈接處理。3.3.4.2 超時超時可能發(fā)生在TCP數據包傳輸過程中，如連接請求（SYN數據包）或其響應數據包（SYN/ACK數據包）、數據（DATA數據包）或其響應數據包（DATA/

42、ACK數據包）、斷開連接請求（FIN數據包）或其響應數據包（FIN/ACK數據包）等等。如果以上的數據包在RTR和RCR設定的時間內沒有發(fā)送出去，那么將產生TCP超時，且Sn_SSR將改變?yōu)镾OCK_CLOSED狀態(tài)。當檢測到SOCKETn中斷寄存器（Sn_IR）的Sn_IR3等于的，既可以確認為數據通信產生了超時。3.3.4.3 端口關閉當接收到上層應用的關閉（復位）請求后，做SOCKET關閉處理。1）初始化Sn_IR,即向Sn_IR寫入初始值（為中斷屏蔽寄存器的初始值）。2）向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）寫入CLOSE命令，進行端口關閉處理4邏輯實現方案根據上述的流程控制，及實際

43、的應用要求，基于純邏輯的W5300控制器的實現方案。4.1 邏輯架構如下圖4.1-1所示，整個實現邏輯可分為4模塊：接口控制模塊(InterfaceControl)、網絡主控模塊(EthernetMainControl)、初始化配置模塊(InitialConfig)和端口驅動模塊(SOCKETn Driver )。4.2 接口控制模塊接口控制模塊，InterfaceControl主要完成對控制器讀寫W5300的操作信號進行時序轉換，以滿足W5300的讀寫時序要求。4.2.1 讀時序實現4.2.1.1 時序要求下圖4.2.1.1-1為W5300讀時序圖：圖4.2.1.1-1W5300讀時序圖下表

44、為讀時序要求說明：表4.2.1.1-1W5300讀時序要求名稱說明最小取大tADDRsAddressSetupTimeafter/CSand/RDlow-7nstADDRhAddressHoldTimeafter/CSor/RDhigh-tCS/CSLowTime65ns-tCSn/CSNextAssertTime28ns-tRD/RCLowTime65ns-tDATAsDATASetupTimeafter/RDlow42ns-tDATAhDATAHoldTimeafter/RDand/CShigh-7nstDATAheDATAHoldExtensionTimeafter/CShigh-2XP

45、LL_CLK4.2.1.2 邏輯實現時序下圖4.2.1.2-1為接口控制模塊在邏輯中實現讀時序（通過100M時鐘實現）圖4.2.1.2-1W5300讀時序實現圖4.2.2 寫時序實現4.2.2.1 時序要求下圖4.2.2.1-1為W5300寫時序圖：圖4.2.2.1-1W5300寫時序圖下表為寫時序要求說明：表4.2.2.1-1W5300寫時序要求名稱說明最小取大tADDRsAddressSetupTimeafter/CSand/WRlow-7nstADDRhAddressHoldTimeafter/CSor/WRhigh-tCS/CSLowTime50ns-tCSn/CSNextAssert

46、Time28nstWR/WRlowtime50nstDATAsDATASetupTimeafter/WRlow7ns7ns+7XPLL_CLKtDATAfDataFetchTime14nstWR-tDATAstDATAhDataHoldTimeafter/WRhigh7ns-4.2.2.2 邏輯實現時序下圖4.2.2.2-1為接口控制模塊在邏輯中實現寫時序（通過100M時鐘實現）圖4.2.2.2-1W5300寫時序圖4.2.3 實現狀態(tài)機接口控制模塊的實現狀態(tài)機如下圖:圖4.2.3-1接口控制模塊的實現狀態(tài)機狀態(tài)機各狀態(tài)說明：1. timing_idle:狀態(tài)機初始化，復位后后進入的狀態(tài)，16

47、0ns后跳出。2. CMD_rdfifo_judge:判斷需要寫入W5300的數據緩存fifo是否有數據，并寄存當前fifo中的數據量。3. rd_CMD_fifo:讀取數據緩存fifo中的數據，該狀態(tài)維持時間需要滿足tCS的時間（如果時鐘為100M,則該狀態(tài)需要維持時間必須為30ns）。4. CMD_wr_rd_out：在該狀態(tài)需要判斷rd_CMD_fifo讀出來的數據是讀W5300還是寫W5300,并根據判斷的結果對W5300進行讀寫操作。4.2.4 接口定義4.3 主控制模塊主控制模塊，ethmaincontrol主要對初始化配置模塊、SOCKETn驅動模塊的分時控制。4.3.1 實現狀

48、態(tài)機下圖4.3.1-1為主控制模塊的實現狀態(tài)機：圖4.3.1-1主控制模塊的實現狀態(tài)機狀態(tài)機各狀態(tài)說明：1. mc_idle:狀態(tài)機初始化，復位后后進入的狀態(tài)，160ns后跳出。2. host_reset:在該態(tài)對W5300硬件復位，復位時間為為65536ns。3. reset_wait:W5300復位后的等待狀態(tài)，維持時間是1ms。4. host_config:產生控制信號，驅動初始化配置模塊對W5300進行參數配置。5. host_reg_gain：W5300的相關寄存器的獲取模塊，獲取W5300的中斷寄存器和各SOCKET的RSR寄存器。6. host_ir_detect:對W5300中

49、斷寄存器的IPCF位判斷。7. ip_conflict:如果W5300中斷寄存器的IPCF位置1,'則狀態(tài)機跳入該狀態(tài)，表明有網絡中存在IP沖突。8. app_req_proc：對后端應用的請求做處理，產生各個SOCKET的mark寄存器，如下表：表4.3.1-1Sn_MR寄存器Sn_prc_mark6:0名稱說明bit0Ir_reqW5300的SOCKETn有中斷標識bit1moni_req后端應用的監(jiān)聽請求bit2Link_req后端應用的鏈接請求bit3Discon_req后端應用的斷鏈請求bit4Close_req后端應用的關閉請求bit5send_req后端應用的數據發(fā)送請求

50、bit6Recv_reqW5300中有數據接收請求9.Sn_proc_judge：對mark寄存器判斷，如果不為0'則進入Sn_driver_proc狀態(tài)。10. Sn_driver_proc:產生控制信號，驅動SOCKET啟動模塊對mark寄存器中的請求做相應處理。4.3.2 接口定義4.4 初始化配置模塊初始化配置模塊，initialconfig主要完成W5300的初始化參數的配置：本端IP、對端IP,子網掩碼等，具體參數可參見2.2節(jié)。4.4.1 實現狀態(tài)機下圖4.4.1-1為初始化配置模塊的實現狀態(tài)機：圖4.4.1-1初始化配置模塊的實現狀態(tài)機狀態(tài)機各狀態(tài)說明：1. confi

51、g_idle:初始狀態(tài)，等待主控模塊的啟動。2. overall_config、socket0_config、socket1_config>socket2_config：參數配置狀態(tài)，獲取模塊需口上寄存的參數:并將參數轉換成限口控制模塊數據落式后寫入TX_fifo中。3. config_turn:配置結束狀態(tài)，在該狀態(tài)通知主控模塊初始化配置已經完成。4.4.2 接口定義4.5 SOCKET驅動模塊SOCKETn驅動模塊，SOCKETndriver主要完成SOCKETn的監(jiān)聽、鏈接、斷鏈、關閉和接收發(fā)送數據。4.5.1 實現狀態(tài)機下圖4.5.1-1為主控制模塊的實現狀態(tài)機：圖4.5.1-1

52、初始化配置模塊的實現狀態(tài)機狀態(tài)機各狀態(tài)說明：1. diver_idle:初始狀態(tài)，等待主控模塊的啟動。2. detect_SIR:檢測mark寄存器的Ir_req位，如果該位為1'則狀態(tài)機跳入SIR_proc狀態(tài)，如果為Q'則狀態(tài)機跳入detect_open狀態(tài)。3. SIR_proc：在該狀態(tài)，將讀取W5300的SOCKET的中斷寄存器，根據中斷寄存器中的值，進行下一個狀態(tài)的跳轉。4. Close_judge：進入該狀態(tài)表明，驅動器需要對W5300的SOCKET進行關閉操作。但在關閉前需要判斷是否當前W5300是否處于可以關閉的狀態(tài)。5. Close_proc：在該狀態(tài)進行S

53、OCKET的關閉操作。6. Detect_open、open_proc：在Detect_open狀態(tài)檢測mark寄存器的moni_req或link_req位是否為1,'如果條件成立，則狀態(tài)機進入open_proc狀態(tài)，對SOCKET進彳oopen操作。7. Detect_moni、moni_proc:在Detect_moni檢測mark寄存器的moni_req位是否為1'如果成立，則狀態(tài)機進入moni_proc狀態(tài)，對SOCKET進彳flensten操作。8. Detect_link、link_proc：在Detect_link檢測mark寄存器的link_req位是否為如果成

54、立，則狀態(tài)機進入link_proc狀態(tài)，對SOCKET進彳fconnect操作。9. Detect_recv、recv_proc：在Detect_recv檢測mark寄存器的recv_req位是否為1如果成立，則狀態(tài)機進入recv_proc狀態(tài)，讀取SOCKET中接收到的數據。10. Detect_send、send_proc：在Detect_send檢測mark寄存器的send_req位是否為如果成立，則狀態(tài)機進入recv_proc狀態(tài)，將待發(fā)送的數據依次寫入SOCKET的發(fā)送寄存器中（寫入的數據量不能超過SOCKET發(fā)送緩沖區(qū)的剩余空間）。11. Detect_discon：在Detect_discon檢測mark寄存器的discon_req位