W5300控制器详细设计及使用说明文档

1、目录1引言1.1 编写目的1.2 定义1.3 参考资料?High-performance_Internet_Connectivity_Solution_W5300_V123»?W5300中文用户数据手册_V1.2.22W5300控制器的实现流程本W5300控制器在16位数据的直接模式地址方式的基础上实现。2.1 实现流程图2.2 流程简要说明1. W5300reset：W5300工作之前，需要对其进行复位，复位低电平有效，并且至少保持2us（W5300不支持上电复位，必须通过'/reset1口对其进行复位）。2. Waitforatleast10ms:W5300复位后，需要等

2、待至少10ms使得W500内部锁相环稳定后，才能进行W5300初始化操作。3. W5300initialization:初始化W5300就是将相应的参数按照写时序要求写入寄存器。初始化分为3个步骤：1）主机接口配置：设置主机接口模式和时序，设置数据位宽，设置主机中断。2） 设置网络信息：设置数据通信的基本信息（SHAR、GAS、SBUS和SIPR）;设置重新发送的时间间隔和重发次数。3） 内部TX/RX存储器分配：定义内部TX/RX存储器大小及SOCKTEn的TX/RX存储器大小。4. Datacommunicate:对使用的COCKETn初始化，进行发送、接收数据及相关配置。3流程控制3.1

3、 W5300RESET通过W5300芯片的/RESET接口对芯片进行复位，低电平有效。RESET信号低电平至少持续2us,为了使锁相环逻辑稳定，复位信号恢复高电平后至少等待10ms,见图3.1-1。W5300不支持上电复位。因此必须由外部系统给出复位信号。在复位信号有效的2us期间，需要对BIT16EN'接口进行配置。'BIT16EN为16/8位数据位选择，它确定W5300的数据位的宽度：高电平选择16位数据位，低电平选择8位数据位。在复位期间，它被锁存在模式寄存器（MR）的第15位，复位后它的改变不会产生影响。即数据位的宽度在复位后不会发生改变。图3.1-1W5300复位初始

4、化3.2 W5300初始化3.2.1 数据位宽设置数据位宽的设置可参见3.1节，根据实际使用，'BIT16EN接口信号可以始终配置为1。'3.2.2 主机接口模式和时序设置主机的接口模式和时序设置即为对W5300的模式（MR）寄存器进行配置：?MR寄存器地址：0x000?MR基础器配置值：0xB800卜表3.2.2-1为MR寄存器的配置说明：表3.2.2-1MR寄存器位符号说明MR15DBW数据总线宽度0:8位数据总线宽度1:16位数据总线宽度在W5300复位期间，这个值由BIT16EN引脚的电平确定。复位后，这个值不改变。MR14MPFMAC层终止数据报文0:正常报文1:终止

5、报文当从路由器或交换机收到终止报文时，该位置1。当设置为1时，将停止数据传输，直到该位为0'MR13WDF2写数据访问时间当写数据操作时，/CS为低电平后，W5300在WDFPLL_CLK时间后取MR12WDF1MR11WDF0写入的数据，如果主机写操作在WD*PLL_CLK完成（/CS恢复为高电平），写入的数据在'/C明高电平时取走MR10RDH读数据保持时间0:没有数据保持时间1:数据保持时间为2XPLL_CLK在主机进行读操作时，当主机的读操作完成（/CS恢复高电平）后，W5300在2XPLL_CLK时间之内保持读取的数据。在这种情况下，注意数据总线上的数据冲突MR9-保

6、留MR8FSFIFO交换0:禁止交换1:允许交换它用于高字节和低字节的交换。W5300的字节一般采用大端模式。如果主机系统采用小端模式，那么将该位置1',将Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的字节顺序交换，使用效果与小端模式相同MR7RST软件复位该位置1，'对W5300软件复位。复位结束后自动清0'MR6-保留MR5MT存储器测试0:禁止内部RX/TX存储器测试1:允许内部存储器测试一般来讲，W5300内部TX存储器支持主机通过Sn_TX_FIFOR寄存器的写操作，而内部RX存储器只支持主机通过Sn_RX_FIFOR寄存器的读操作。如果该位置1；内部RX/

7、TX存储器同时支出通过Sn_TX_FIFOR和Sn_RX_FIFOR的读写操作，从而校验内部TX/RX存储器。测试W5300内部TX/RX完成后，需要对系统重新复位或关闭端口。MR4PBPing功能阻止模式0:允许Ping1:禁止Ping自动Ping应答支持最多119个字节。Ping功能阻止模式还需要考虑Sn_MR和Sn_PROTOR的设置。MR3PPPoEPPPoE模式0:禁止PPPoE模式1:启动PPPoE模式MR2DBS数据总线交换0:禁止交换1:允许交换DBS位只交换Sn_TX_FIFOR/Sn_RX_FIFOR的高字节和低字节。然而该位交换所有寄存器的高字节和低字节，包括Sn_TX_

8、FIFOR/Sn_RX_FIFOR寄存器。该位只有DBW为时有效。MR1-保留MR0IND间接总线模式0:直接总线模式1:间接总线模式它设置W5300与主机的接口模式3.2.3 host主机中断设置主机中断设置即为对中断屏蔽寄存器进行配置，它配置W5300的中断并报告给主机。IMR的每一个中断屏蔽位对应IR的每一个中断位。当IR的任何一个位为且相应的IMR位也为住将向主机产生中断（'/INT'输出低电平）。如果相应的IMR位为Q'将不产生中断（'/INT保持高电平），即使IR位为?IMR寄存器地址：0x004?IMR基础器配置值：0X80FF下表为IR寄存器的位

9、说明，可以根据IR寄存器对IMR寄存器进行配置：表3.2.3-1IR寄存器位符号说明IR15IPCFIP冲突当IP地址产生冲突时，该位置1时（当接收到ARP请求数据包的IP地址与W5300本机IP地址相同）。当它置时，网络中的另外一个设备使用了相同的IP地址，将造成通信错误。因此需要尽快采取措施解决这个问题。IR14DPUR目标端口无法到达当收到ICMP（目的端口无法到达）数据包时，该位置1。该中断用于UDP协议传输。IR13PPPTPPPoE中止在PPPoE模式，当与服务器连接关闭时，该位置1；IR12FMTU分片最大传输单元（MTU）当收到ICMP（分片最大传输单元）数据包时，该位置1。在

10、基于UDP协议传输时，需要考虑。TCP协议下可以不需要考虑。IR11:8-保留IR7S7_INTSOCKET7中断当SOCKET7产生中断时，该位置该中断信息对应于S7_IR1。当S7_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR6S6_INTSOCKET6中断当SOCKET6产生中断时，该位置1；该中断信息对应于S6_IR1。当S6_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR5S5_INTSOCKET5中断当SOCKET5产生中断时，该位置1；该中断信息对应于S5_IR1。当S5_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR4S4_INTSOCKET4中断当SOCKET4产生中断时，该位置

11、该中断信息对应于S4_IR1。当S4_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR3S3_INTSOCKET3中断当SOCKET3产生中断时，该位置该中断信息对应于S3_IR1。当S3_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR2S2_INTSOCKET2中断当SOCKET2产生中断时，该位置该中断信息对应于S2_IR1。当S2_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR1S1_INTSOCKET1中断当SOCKET1产生中断时，该位置1；该中断信息对应于S1_IR1o当S1_IR1被主机清凿，该位自动清0'IR0S0_INTSOCKET0中断当SOCKET0产生中断时，该位置1；

12、该中断信息对应于S0_IR1。当S0_IR1被主机清凿，该位自动清0'3.2.4 基本网络信息设置基本网络信息设置，即为对W5300的本机硬件地址（MAC）寄存器（SHAR）、网关IP地址寄存器（GAR）、子网掩码寄存器（SUBR）和本机IP地址寄存器（SIPR）进行配置。1） 本机硬件地址（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） 网关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） 子网掩码寄存器（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） 本机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 重新发送参数设置重新发送参数设置，即为对W5300的重复发送超时

14、寄存器（RTR）和重复发送计数寄存器（RCR）进行配置。1） 重复发送超时寄存器（RTR）用于配置重复发送超时周期的值。RTR的标准单位是100us,RTR初始化设置为2000（0x7D0）,超时的时间周期为200ms。?RTR寄存器地址：0x01C?RTR寄存器配置值：0x07D0（200ms）2）重复发送计数寄存器（RCR）用于配置重复发送的次数。当重复发送的次数达到'RCR+中寸，将产生超时中断（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的超时计算可参见W5300的数据手册。3.2.6 SOCKETn的内部TX

15、/RX存储器空间分配设置W5300内部包含16个8K字节的存储单元。这些存储单元依次映射在128K字节的存储器空间。128K存储器分为发送存储器（TX）和接收存储器（RX）。内部TX和RX存储器以8K字节为单元分布在128K字节空间。内部TX/RX存储器可以在064K字节空间以1K字节为单元从新分配给每个SOCKETo1） 定义内部TX/RX存储器大小可以在存储器单元类型寄存器（MYTPER）中配置，每个8K字节的存储单元对应MTYPER的一个位。当该位为1时，它用于TX存储器，当该位为0寸，它用于RX存储器。MTYPER的低位都配置为TX存储器。其余没有配置为TX存储器的都应该设置为0

16、9;MYTPER寄存器地址：0x030MYTPER寄存器配置值：0X00FF（平均分配）2） 每个SOCKET的内部TX存储器的大小由TX存储器大小配置寄存器（TMSR）配置。每个SOCKET在复位后自动分配8K字节的TX存储空间。TMS01R寄存器地址：0x020TMS01R寄存器配置值：高8位为SOCKET0 的配置值（0x190E）TMS23R寄存器地址：0x022TMS23R寄存器配置值：高8位为SOCKET0 的配置值（0x1900）TMS45R寄存器地址：0x024TMS45R寄存器配置值：高8位为SOCKET0 的配置值（0x0000）TMS67R寄存器地址：0x026TMS67

17、R寄存器配置值：高8位为SOCKET0 的配置值（0x0000）的配置值，低8位为SOCKET1的配置值，低8位为SOCKET1的配置值，低8位为SOCKET1的配置值，低8位为SOCKET13） 每个SOCKET的内部RX存储器的大小由RX存储器大小配置寄存器（RMSR）配置。每个SOCKET在复位后自动分配8K字节的RX存储空间。?RMS01R寄存器地址：0x028?RMS01R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x190E）?RMS23R寄存器地址：0x02A?RMS23R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配

18、置值（0x1900）?RMS45R寄存器地址：0x02C?RMS45R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）?RMS67R寄存器地址：0x02E?RMS67R寄存器配置值：高8位为SOCKET0的配置值，低8位为SOCKET1的配置值（0x0000）3.3 数据通信完成初始化设置以后，W5300可以以TCP、UDP、IPRAW或MACRAW的方式打开SOCKET发送或接收数据。根据实际使用，在此只描述基于TCP协议的W5300工作方法。在TCP模式，首先要根据IP地址和端口号与对端建立SOCKET连接。通过连接的SOCKET发送和接收数据。

19、建立SOCKET的连接有“TCP服务器”和“TCP客户端”之分。区分它们的方法是谁首先发送连接请求（SYS数据包）。“TCP服务器”等待对端的连接请求，当收到连接请求时建立SOCKET连接（被动打开）。“TC哈户端”主动发出连接请求，与对端建立连接（主动打开）。下图3.3-1为W5300在TCP模式下数据通信的工作流程：图3.3-1TCP模式下数据通信工作流程3.3.1 SOCKET初始化为了实现TCP通信，需要对SOCKET进行初始化设置并打开SOCKET。为了打开SOCKET,选择其中的一个SOCKET（被选择的SOCKET称之为SOCKETn）,通过SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）

20、和SOCKETn源端口号寄存器（Sn_PORTR）分另设置通信协议和本机端口号（在TCP服务器模式，称之为侦听端口号），然后执行OPEN命令。执行完OPEN命令后，如果Sn_SSR改变为SOCK_INIT,则SOCKET的初始化设置完成。3.3.1.1 SOCKETn模式寄存器设置SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）用于配置SOCKET的协议类型及相关一些选项。?Sn_MR寄存器地址：0x200（0x240、0x280）?Sn_MR寄存器配置值：0x0121（队列对齐、允许无延时响应、TCP模式）卜表为SOCKETn模式寄存器（Sn_MR）的配置位说明:表3.3.1.1-1Sn_MR寄存器位

21、符号说明Sn_MR15:9-保留Sn_MR8ALIGN队列对齐0:不使用对齐1:使用对齐只有在TCP模式下有效，在TCP通信过程中，当每次收到的数据包的字节数为偶数且该位置为1时，接收数据可直接删去附在接收数据包中的PACKET-INFO（数据的字节数），使读取数据的操作大大增强。Sn_MR7MULTI多播0:禁止多播1:允许多播只有在UDP模式下有效Sn_MR6MFMAC地址过滤0:禁止MAC地址过滤1:允许MAC地址过滤只有在MACRAW模式下有效Sn_MR5ND使用无延时的ACK0:禁止延时ACK选项1:允许延时ACK选项只有在TCP模式下有效，当该位置1；收到对端的数据包后立即发送AC

22、K数据包响应。建议将该位置1'以提高TCP通信的性能。Sn_MR4-保留Sn_MR3:0P3:0协议类型。它用于配置每个SOCKET的通信协议（TCP、UDP、IPRAW,MACRAW等）或PPPoESOCKET与PPPoE服务器之间的操作。4'b0000:SOCKETClosed4'b0001:TCP4'bxxx0其它3.3.1.2 SOCKETn中断屏蔽寄存器设置SOCKETn中断屏蔽寄存器（Sn_IMR）配置SOCKETn向主机产生的中断，Sn_IMR的中断屏蔽位与SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）是对应的。参考2.2.3主机中断设置。?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为Sn_IR寄存器的位说明，可以根据Sn_IR寄存器对Sn_IMR寄存器进行配置：位符号说明Sn_IR7PRECVPPP接收中断接收到不支持的可选数据（OptionData）时，该位置位。Sn_IR6PFAILPPP失败中断PAP认证失败时该位置位Sn_IR5PNEXTPPP下一过程中断在PPPoE连接过程中，该过程改变时置位Sn_IR4SENDOK发送完成中断SEND命令完成后置位Sn_IR3TIMEOUT超时中断在ARP和TCP

24、过程中超时置位Sn_IR2RECV接收数据中断端口从对端接收到数据时置位Sn_IR1DISCON断开连接中断接收到从对端来的FIN或FIN/ACK数据包时置位Sn_IR0CON连接中断与对端成功建立连接时置位3.3.1.3 SOCKETn目的IP地址寄存器在TCP客户端模式下，运行CONNECT命令之前，必须将SOCKETn目的IP地址寄存器(Sn_DIPR)设置为TCP服务器的IP地址。而在TCP服务器模式，当成功建立连接以后，它被W5300自动配置为TCP客户端的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 端口号寄存器设置端口号寄存器设置包括对SOCKETn源端口号寄存器(Sn_PORTR)和SOCKETn目的端口号寄存器(Sn_DPORTR)的配置。1) SOCKETn源端口号寄存器(Sn_PORTR)用于配置源端口的端口号，必须在OPEN命令之前设置。?Sn_PORTR寄存器地址：0x20A(0x24A、0x28A)?Sn_PORTR寄存器配置值：2) SOCKETn目的端口号寄存器(Sn_DPORTR)用于设置SOCKETn的目的端口号。在TCP客户端模式下运行C

26、ONNECT命令之前，需要将它设置为处于TCP服务器模式下的侦听端口的端口号。而在TCP服务器模式，当成功建立连接以后，它被W5300自动配置为TCP客户端的端口号。?Sn_DPORTR寄存器地址：0x212(0x252、0x252)?Sn_DPORTR寄存器配置值：3.3.2 SOCKET建链基于TCP模式的SOCKET建链，建链过程中需要配置及查询SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)、SOCKETn中断寄存器(Sn_IR)和SOCKETn状态寄存器(Sn_SSR)。?SOCKETn命令寄存器地址：0x202(0x242、0x282)?SOCKETn中断寄存器地址：0x206(0x246、

27、0x286)?SOCKETn状态寄存器地址：0x208(0x248、0x288)下表3.3.2-1为SOCKETn命令寄存器说明：表3.3.2-1SOCKETn命令寄存器值命令说明0x01打开端口OPEN它根据Sn_MR(P3P0)所定义的协议类型初始化端口并打开端口0x02侦听LISTEN只有在TCP模式下有效(Sn_MR(P3:P0)=Sn_MR_TCP)它将SOCKETn设置为TCP服务器模式。它将改变Sn_SSR寄存器的SOCK_INIT为SOCK_LISTEN,以等待其它TCP客户端的连接请求(SYN数据包)当Sn_SSR为SOCK_LISTEN且成功处理了其它TCP客户端的连接请求

28、时，Sn_IR(0)将置1,而Sn_SSR变为SOCK_ESTABLISHED。如果没有处理连接请求(SYN/ACK传输失败），TCP产生超时（Sn_IR（3）=1）且Sn_SSR变为SOCK_CLOSED0x04连接CONNECT它将端口设置为TCP客户端模式它发送连接请求到由Sn_DIPR和Sn_DPORTR指定的TCP服务器。当连接请求被成功处理（收到SYN/ACK数据包），Sn_IR（0）置1：且Sn_SSR的状态变为SOCK_ESTABLISHED。如果连接失败，可能有三种情况1 .ARP产生超时，因为目标硬件地址无法获得2 .没有收到SYN/ACK数据包而产生超时（Sn_IR（3）

29、=1）3 .收到RST数据包而不是SYN/ACK数据包以上三种情况Sn_SSR者B将变为SOCK_CLOSED状态0x08断开连接DISCON不论是TCP服务器还是客户端，它都将执行断开连接的处理。1 .主动关闭：它发送断开连接的请求（FIN数据包）到连接的对端2 .被动关闭：当收到对端的断开连接请求（FIN数据包）时，它发送FIN数据包。如果断开连接成功（收到对端的FIN/ACK数据包），Sn_SSR的状态将变为SOCK_CLOSED。如果断开连接失败，产生TCP超时（Sn_IR（3）=1）且Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED。另外，如果直接使用CLOSE命令而不是DISCON命令

30、，只有Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED,不产生断开连接的处理（断开连接的请求）。如果在通信过程中收到对端发送来的RST数据包，Sn_SSR无条件变为SOCK_CLOSED状态。0x10端口关闭CLOSE关闭端口，Sn_SSR的状态变为SOCK_CLOSED。0x20发送数据SEND启动数据发送，发送的字节长度由Sn_TX_WRSR确定。当发送过程结束，Sn_IR（SENDOK）将置1,主机检测到Sn_IR（SENDOK）=1后，可以进行下一次的传输。如果通过SEND命令数据包成功传输到对端（当收到对端的DATA/ACK数据包），Sn_TX_FSR根据传输的数据长度自动增加。如果没有

31、传输成功（没有收到DATA/ACK的数据包）,将产生超时（Sn_IR（3）=1）,且Sn_SSR进入SOCK_CLOSED状态。另外，主机在使用SEND命令发送数据之前，首先通过Sn_TX_FIFOR寄存器将数据写入到TX存储器，然后写入要发送数据的字节数到Sn_TX_WRSR。0x40接收数据RECV它表示主机接收到SOCKETn的数据在使用RECV命令前，主机需要通过Sn_RX_FIFOR寄存器从RX存储器读取接收的数据。卜表3.3.2-2为SOCKETn状态寄存器中与TCP模式相关的说明:表3,3.2-2SOCKETn状态寄存器值符号说明0x00SOCK_CLOSEDSOCKETn端口资

32、源释放状态当执行DISCON或CLOSE命令，或产生ARP、TCP超时，不管以前是什么状态，此时它都变为SOCK_CLOSED状态0x13SOCK_INITSOCKETn以TCP模式打开时的状态当Sn_MR（P3P0）为Sn_MR_TCP且执行OPEN命令时，它变为SOCK_INIT状态。它是建立TCP连接的第一步。这时可以使用LISTEN命令设置TCP服务器模式，或CONNECT命令设置TCP客户端模式0x14SOCK_LISTEN它是SOCKETn在TCP服务器状态等待TCP客户端的连接请求（SYN数据包）当运行LISTEN命令时，它改变为SOCK_LISTEN状态。当成功处理了TCP客户

33、端的连接请求（SYN数据包），SOCK_LISTEN变为SOCK_ESTABLISHED。如果失败，将产生超时中断（Sn_IR（TIMEOUT）=1）,且状态改变为SOCK_CLOSED0x17SOCK_ESTABLISHED它是TCP建立连接的状态在SOCK_LISTEN状态，收到TCP客户端SYN数据包并成功处理，它将变成SOCK_ESTABLISHED,或CONNECT命令成功运行。在这种状态，可以进行数据传输，即可以运行SEND或RECV命令。0x1CSOCK_CLOSE_WAIT该状态是收到对端断开连接请求（FIN数据包）由于TCP连接处于半关闭状态，但可以进行数据传输。为了彻底断开

34、TCP连接，必须执行DISCON命令。如果关闭SOCKEn而没有断开连接的处理，可以只运行CLOSE命令0x15SOCK_SYNSENT该状态表示连接请求（SYN数据包）发送到TCP服务器该状态显示CONNECT命令从SOCK_INIT至USOCK_ESTABLISHED的状态改变过程在这种状态，如果收到TCP服务器允许连接信息（SYN/ACK数据包），状态自动转换为SOCK_ESTABLISHED。如果在产生TCP超时（Sn_IR（TIMEOUT）=1）之前没有收到TCP服务器的SYN/ACK数据包，那么它自动转变为SOCK_CLOSED0x16SOCK_SYNRECV该状态表示收到TCP客

35、户端的连接请求（SYN数据包）当W5300向TCP客户端发出允许连接（SYN/ACK数据包）信息后，它自动变换为SOCK_ESTABLISHED。如果失败，将产生超时（Sn_IR（TIMEOUT）=1）,且改变为SOCK_CLOSED0x18SOCK_FIN_WAITSOCKETn被关闭的状态当SOCKET完成主动关闭或被动关闭的断开连接处理时出现这种状态。当成断开连接处理或TCP超时（Sn_IR（TIMEOUT）=1），它的状态将改变为SOCK_CLOSED0X1BSOCK_TIME_WAIT0X1DSOCK_LAST_ACK3.3.2.1 SOCKET打开运行OPEN命令将所操作的SOCK

36、ET打开。1）打开设置向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入OPEN命令：0x01；2） 打开状态查询读取SOCKETn状态寄存器（Sn_SSR）,如果寄存器值为0x13（SOCK_LISTEN）,SOCKET即处于打开状态。3.3.2.2 SOCKET侦听运行LISTEN命令将W5300设置为TCP服务器模式。1) 侦听设置向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)写入LISTEN命令：0x02;2) 侦听状态查询读取SOCKETn状态寄存器(Sn_SSR),如果寄存器值为0x14(SOCK_LISTEN),SOCKET即处于侦听状态。3.3.2.3 SOCKET链接运行CONNECT命

37、令将W5300设置为TCP服务器模式。1) 链接设置向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)写入CONNECT命令：0x03;2) 链接状态查询读取SOCKETn状态寄存器(Sn_SSR),如果寄存器值为0x17(SOCK_ESTABLISHED),或者检测到SOCKETn中断寄存器Sn_IR0被置为'1'则SOCKET即处于链接状态。链接成功后，需要将Sn_IR0的中断标识清除。3.3.3SOCKET数据通信3.3.3.1 接收数据检测是否接收到对端发送过来的数据，并做相应处理。1)检测是否接收到数据方法一：检测SOCKETn中断寄存器Sn_IR2是否被置为了如果为1,

38、9;则确认为接收到对端发送过来的数据。方法二：检测OCKETn接收数据的字节长度寄存器(Sn_RX_RSR)是否等于零，如果不等于零，则确认为接收到对端发送过来的数据。?Sn_RX_RSR寄存器地址：2)接收数据处理步骤一：读取OCKETn接收数据的字节长度寄存器(Sn_RX_RSR),获取当前RXmemory中的数据长度。步骤二：根据步骤一中获取的数据长度，通过SOCKETnRXFIFO寄存器(Sn_RX_FIFOR)获取RXmemory中的数据。?Sn_RX_FIFOR寄存器地址：步骤三：向SOCKETn命令寄存器(Sn_CR)写入RECV命令：0x40；3)是否清楚接收中断接收数据处理完

39、成后，再次检查OCKETn接收数据的字节长度寄存器(Sn_RX_RSR)是否等于零，如果为零，则清除SOCKETn中断寄存器Sn_IR2的中断，否则不清除。3.3.3.2 发送数据将数据通过Sn_TX_FIFOR写入到内部TX存储器后，W5300将试着把数据发送到对端。发送数据的大小不能比分配给该SOCKETn的内部TX存储器空间大。为了下一次数据的发送，主机必须检查上次SEND命令是否执行完毕。如果上一次的SEND命令还没有执行完而又开始下一次的SEND命令，将可能产生各种各样的错误。数据越大，执行SEND命令所需要的时间就会越长。所以要想提高发送效率，适当将数据分为合适的大小发送。1）在检

40、测到有数据发送请求后，需要获取SOCKETn剩余存储空间寄存器（Sn_TX_FSR）和SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）。当Sn_IR0等于1'且Sn_IR4等于同（第一次发送数据除外），读取SOCKETn剩余存储空间寄存器（Sn_TX_FSR）中的剩余存储空间，并清除Sn_IR4的中断（第一次发送数据除外）。?Sn_TX_FSR寄存器地址：2） 通过SOCKETnTXFIFO寄存器（Sn_TX_FIFOR）发送待发数据，发送的数据量不能超过Sn_TX_FSR中的剩余存储空间。3） 待发数据写入TXmemory后，向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入SEND命令：0x20;

41、3.3.4SOCKET关闭3.3.4.1 断开链接处理当接收到有对端的断开连接的请求（接收到FIN数据包），或者接收到上层应用的断链请求后，需要做断开链接处理。1）检测到SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）的Sn_IR1等于对，确认为接收到接收到对端的FIN数据包或者接U到对端的FIN/ACK数据包，可以进行断开链接处理，并将中断标志清除。2）向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入DISCON命令，进行断开链接处理。3.3.4.2 超时超时可能发生在TCP数据包传输过程中，如连接请求（SYN数据包）或其响应数据包（SYN/ACK数据包）、数据（DATA数据包）或其响应数据包（DATA/

42、ACK数据包）、断开连接请求（FIN数据包）或其响应数据包（FIN/ACK数据包）等等。如果以上的数据包在RTR和RCR设定的时间内没有发送出去，那么将产生TCP超时，且Sn_SSR将改变为SOCK_CLOSED状态。当检测到SOCKETn中断寄存器（Sn_IR）的Sn_IR3等于的，既可以确认为数据通信产生了超时。3.3.4.3 端口关闭当接收到上层应用的关闭（复位）请求后，做SOCKET关闭处理。1）初始化Sn_IR,即向Sn_IR写入初始值（为中断屏蔽寄存器的初始值）。2）向SOCKETn命令寄存器（Sn_CR）写入CLOSE命令，进行端口关闭处理4逻辑实现方案根据上述的流程控制，及实际

43、的应用要求，基于纯逻辑的W5300控制器的实现方案。4.1 逻辑架构如下图4.1-1所示，整个实现逻辑可分为4模块：接口控制模块(InterfaceControl)、网络主控模块(EthernetMainControl)、初始化配置模块(InitialConfig)和端口驱动模块(SOCKETn Driver )。4.2 接口控制模块接口控制模块，InterfaceControl主要完成对控制器读写W5300的操作信号进行时序转换，以满足W5300的读写时序要求。4.2.1 读时序实现4.2.1.1 时序要求下图4.2.1.1-1为W5300读时序图：图4.2.1.1-1W5300读时序图下表

44、为读时序要求说明：表4.2.1.1-1W5300读时序要求名称说明最小取大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 逻辑实现时序下图4.2.1.2-1为接口控制模块在逻辑中实现读时序（通过100M时钟实现）图4.2.1.2-1W5300读时序实现图4.2.2 写时序实现4.2.2.1 时序要求下图4.2.2.1-1为W5300写时序图：图4.2.2.1-1W5300写时序图下表为写时序要求说明：表4.2.2.1-1W5300写时序要求名称说明最小取大tADDRsAddressSetupTimeafter/CSand/WRlow-7nstADDRhAddressHoldTimeafter/CSor/WRhigh-tCS/CSLowTime50ns-tCSn/CSNextAssert

46、Time28nstWR/WRlowtime50nstDATAsDATASetupTimeafter/WRlow7ns7ns+7XPLL_CLKtDATAfDataFetchTime14nstWR-tDATAstDATAhDataHoldTimeafter/WRhigh7ns-4.2.2.2 逻辑实现时序下图4.2.2.2-1为接口控制模块在逻辑中实现写时序（通过100M时钟实现）图4.2.2.2-1W5300写时序图4.2.3 实现状态机接口控制模块的实现状态机如下图:图4.2.3-1接口控制模块的实现状态机状态机各状态说明：1. timing_idle:状态机初始化，复位后后进入的状态，16

47、0ns后跳出。2. CMD_rdfifo_judge:判断需要写入W5300的数据缓存fifo是否有数据，并寄存当前fifo中的数据量。3. rd_CMD_fifo:读取数据缓存fifo中的数据，该状态维持时间需要满足tCS的时间（如果时钟为100M,则该状态需要维持时间必须为30ns）。4. CMD_wr_rd_out：在该状态需要判断rd_CMD_fifo读出来的数据是读W5300还是写W5300,并根据判断的结果对W5300进行读写操作。4.2.4 接口定义4.3 主控制模块主控制模块，ethmaincontrol主要对初始化配置模块、SOCKETn驱动模块的分时控制。4.3.1 实现状

48、态机下图4.3.1-1为主控制模块的实现状态机：图4.3.1-1主控制模块的实现状态机状态机各状态说明：1. mc_idle:状态机初始化，复位后后进入的状态，160ns后跳出。2. host_reset:在该态对W5300硬件复位，复位时间为为65536ns。3. reset_wait:W5300复位后的等待状态，维持时间是1ms。4. host_config:产生控制信号，驱动初始化配置模块对W5300进行参数配置。5. host_reg_gain：W5300的相关寄存器的获取模块，获取W5300的中断寄存器和各SOCKET的RSR寄存器。6. host_ir_detect:对W5300中

49、断寄存器的IPCF位判断。7. ip_conflict:如果W5300中断寄存器的IPCF位置1,'则状态机跳入该状态，表明有网络中存在IP冲突。8. app_req_proc：对后端应用的请求做处理，产生各个SOCKET的mark寄存器，如下表：表4.3.1-1Sn_MR寄存器Sn_prc_mark6:0名称说明bit0Ir_reqW5300的SOCKETn有中断标识bit1moni_req后端应用的监听请求bit2Link_req后端应用的链接请求bit3Discon_req后端应用的断链请求bit4Close_req后端应用的关闭请求bit5send_req后端应用的数据发送请求

50、bit6Recv_reqW5300中有数据接收请求9.Sn_proc_judge：对mark寄存器判断，如果不为0'则进入Sn_driver_proc状态。10. Sn_driver_proc:产生控制信号，驱动SOCKET启动模块对mark寄存器中的请求做相应处理。4.3.2 接口定义4.4 初始化配置模块初始化配置模块，initialconfig主要完成W5300的初始化参数的配置：本端IP、对端IP,子网掩码等，具体参数可参见2.2节。4.4.1 实现状态机下图4.4.1-1为初始化配置模块的实现状态机：图4.4.1-1初始化配置模块的实现状态机状态机各状态说明：1. confi

51、g_idle:初始状态，等待主控模块的启动。2. overall_config、socket0_config、socket1_config>socket2_config：参数配置状态，获取模块需口上寄存的参数:并将参数转换成限口控制模块数据落式后写入TX_fifo中。3. config_turn:配置结束状态，在该状态通知主控模块初始化配置已经完成。4.4.2 接口定义4.5 SOCKET驱动模块SOCKETn驱动模块，SOCKETndriver主要完成SOCKETn的监听、链接、断链、关闭和接收发送数据。4.5.1 实现状态机下图4.5.1-1为主控制模块的实现状态机：图4.5.1-1

52、初始化配置模块的实现状态机状态机各状态说明：1. diver_idle:初始状态，等待主控模块的启动。2. detect_SIR:检测mark寄存器的Ir_req位，如果该位为1'则状态机跳入SIR_proc状态，如果为Q'则状态机跳入detect_open状态。3. SIR_proc：在该状态，将读取W5300的SOCKET的中断寄存器，根据中断寄存器中的值，进行下一个状态的跳转。4. Close_judge：进入该状态表明，驱动器需要对W5300的SOCKET进行关闭操作。但在关闭前需要判断是否当前W5300是否处于可以关闭的状态。5. Close_proc：在该状态进行S

53、OCKET的关闭操作。6. Detect_open、open_proc：在Detect_open状态检测mark寄存器的moni_req或link_req位是否为1,'如果条件成立，则状态机进入open_proc状态，对SOCKET进彳oopen操作。7. Detect_moni、moni_proc:在Detect_moni检测mark寄存器的moni_req位是否为1'如果成立，则状态机进入moni_proc状态，对SOCKET进彳flensten操作。8. Detect_link、link_proc：在Detect_link检测mark寄存器的link_req位是否为如果成

54、立，则状态机进入link_proc状态，对SOCKET进彳fconnect操作。9. Detect_recv、recv_proc：在Detect_recv检测mark寄存器的recv_req位是否为1如果成立，则状态机进入recv_proc状态，读取SOCKET中接收到的数据。10. Detect_send、send_proc：在Detect_send检测mark寄存器的send_req位是否为如果成立，则状态机进入recv_proc状态，将待发送的数据依次写入SOCKET的发送寄存器中（写入的数据量不能超过SOCKET发送缓冲区的剩余空间）。11. Detect_discon：在Detect_discon检测mark寄存器的discon_req位