單芯片解決方案，開啟全新體驗——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)，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來說，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，擁有獨立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個獨立硬件socket使用。如此配置，真正實現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(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)雜工控場景設(shè)計。它擁有66個GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、5個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復(fù)用）、1個CAN、1個USB2.0以及1個SDIO接口。如此豐富的外設(shè)資源，能夠輕松應(yīng)對工業(yè)控制中多樣化的連接需求，無論是與各類傳感器、執(zhí)行器的通信，還是對復(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)模組等場景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請進(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。

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

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第二十章 W55MH32 WOL示例

本篇文章，我們將詳細(xì)介紹如何在W55MH32芯片上面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒（Wake-on-LAN）功能。

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

1 WOL簡介

WOL即網(wǎng)絡(luò)喚醒（Wake-on-LAN）是一種用于通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程喚醒計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。它允許通過發(fā)送特定的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包（即“魔術(shù)包”）來喚醒處于休眠或關(guān)機(jī)狀態(tài)的設(shè)備。

2 WOL特點

簡單性：WOL的核心是魔術(shù)包（Magic Packet），其格式非常簡單且固定。魔術(shù)包由102個字節(jié)組成，前6

個字節(jié)固定為0xFF，后續(xù)是目標(biāo)設(shè)備的MAC地址重復(fù)16次。

設(shè)備待機(jī)喚醒：WOL允許設(shè)備在不使用時進(jìn)入低功耗狀態(tài)，如待機(jī)、休眠或關(guān)機(jī)狀態(tài)。當(dāng)有遠(yuǎn)程喚醒需求時

設(shè)備能夠通過接收魔術(shù)包快速恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，滿足用戶的使用需求。

廣播機(jī)制：魔術(shù)包通常是通過UDP廣播的形式發(fā)送，即使設(shè)備的IP地址未知或存在多臺設(shè)備，也能通過廣播包找到目標(biāo)設(shè)備。

安全性高：WOL協(xié)議基于 MAC地址來識別目標(biāo)設(shè)備，只有當(dāng)魔術(shù)包中包含的 MAC地址與網(wǎng)卡自身的 MAC地

址匹配時，設(shè)備才會被喚醒。

3 WOL應(yīng)用場景

接下來，我們了解下在W55MH32上，可以使用WOL協(xié)議完成哪些操作及應(yīng)用呢？

遠(yuǎn)程喚醒嵌入式設(shè)備：設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)時，通過網(wǎng)絡(luò)喚醒恢復(fù)工作狀態(tài)，如工業(yè)設(shè)備和智能家居設(shè)備。

智能網(wǎng)關(guān)與家庭自動化：通過魔術(shù)包喚醒智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)控制和管理。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備批量喚醒：管理員通過 WOL技術(shù)批量喚醒多個設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和升級。

低功耗 IoT設(shè)備喚醒：IoT設(shè)備在低功耗模式下被喚醒執(zhí)行任務(wù)，延長電池壽命。

嵌入式系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理：設(shè)備在遠(yuǎn)程環(huán)境中被喚醒進(jìn)行配置、管理或故障排除。目標(biāo)設(shè)備匹配，則該設(shè)備將執(zhí)

行喚醒操作，恢復(fù)到活動狀態(tài)。

4 WOL協(xié)議基本工作流程

1.開啟 WOL功能：被喚醒設(shè)備需要在 BIOS中開啟 WOL功能，或者在操作系統(tǒng)中啟用此功能，確保網(wǎng)絡(luò)接口卡支持并啟用了 WOL。

2.開啟 UDP Socket：被喚醒設(shè)備通常需要開啟一個 UDP Socket監(jiān)聽端口，用于接收來自網(wǎng)絡(luò)的魔術(shù)包（Magic Packet）。

3.接收魔術(shù)包：當(dāng)設(shè)備接收到一個符合標(biāo)準(zhǔn)的魔術(shù)包時，魔術(shù)包中包含了目標(biāo)設(shè)備的 MAC地址，設(shè)備通過比對 MAC地址來判斷是否應(yīng)該被喚醒。

4.喚醒操作：如果魔術(shù)包中的 MAC地址與目標(biāo)設(shè)備匹配，則該設(shè)備將執(zhí)行喚醒操作，恢復(fù)到活動狀態(tài)。

5實現(xiàn)過程

接下來，我們在 W55MH32上實現(xiàn)WOL遠(yuǎn)程喚醒測試。

注意：測試實例需要PC端和W55MH32處于同一網(wǎng)段。

wol_run()函數(shù)用于處理與UDP Socket相關(guān)的操作，以監(jiān)聽和處理網(wǎng)絡(luò)喚醒魔術(shù)包。這個函數(shù)需要主循環(huán)中調(diào)用，如下所示：

while (1)
{
   wol_run(SOCKET_ID, ethernet_buf, local_port);
}

wol_run()函數(shù)內(nèi)容如下：

/**
* @brief  Wake on Lan run function
* @param  sn: Socket number
* @param  buf: ethernet buffer pointer
* @param  local_port: Local port
* @return none
**/
void wol_run(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint16_t local_port)
{
   switch (getSn_SR(sn))
   {
   case SOCK_UDP:
       if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_RECV)
       {
           setSn_IR(sn, Sn_IR_RECV);
       }
       if (getIR() & IR_MP) // Received WOL Magic packet based on UDP.
       {
           printf("get wake on linern");
           setIR(0x10);
       }
       break;
   case SOCK_CLOSED:
       setIMR(IM_IR4); // Open WOL magic pack interrupt
       setMR(MR_WOL);  // Receive WOL packets
       socket(sn, Sn_MR_UDP, local_port, 0);
       printf("%d:Opened, UDP WOL, port [%d]rn", sn, local_port);
       break;
   }
}

wol_run需要傳入3個參數(shù)，分別是socket號，socket緩存以及源端口號。

wol_run()函數(shù)通過不斷檢查socket狀態(tài)，當(dāng)socket處于SOCK_CLOSED狀態(tài)時，會創(chuàng)建一個UDP模式的socket，并開啟WOL功能以及中斷，當(dāng)socket處于SOCK_UDP模式時，只需不斷的監(jiān)聽中斷寄存器，當(dāng)W55MH32收到魔法包時，IR寄存器的MP位(0x10)生效，此時可以進(jìn)行喚醒操作。

6運行結(jié)果

燒錄例程運行后，首先進(jìn)行了PHY鏈路檢測，然后通過DHCP設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息，通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手發(fā)送魔術(shù)包實現(xiàn)遠(yuǎn)程喚醒。使用sockettest網(wǎng)絡(luò)助手發(fā)送hex格式數(shù)據(jù)需要勾選Enable $# command選項在每個數(shù)據(jù)前面加上$符號，注意不能有空格，空格會被轉(zhuǎn)換為0X20。

注：（若使用其他網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手發(fā)送HEX格式即可）

如下圖所示：

7總結(jié)

本文講解了如何在 W55MH32芯片上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒（WOL）功能，通過實戰(zhàn)例程展示了從設(shè)置 UDP Socket監(jiān)聽魔術(shù)包到接收并處理魔術(shù)包實現(xiàn)設(shè)備喚醒的完整過程。文章詳細(xì)介紹了 WOL的概念、特點、應(yīng)用場景、基本工作流程，幫助讀者理解其在遠(yuǎn)程設(shè)備管理和節(jié)能方面的實際應(yīng)用價值。

下一篇文章將聚焦 Low Power模式，解析調(diào)節(jié)PHY速率的方法，根據(jù)場景調(diào)節(jié)不同的 PHY速率以達(dá)成低功耗目標(biāo)，敬請期待！

WIZnet是一家無晶圓廠半導(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、美國設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營銷。

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審核編輯 黃宇