剖析：WIZnet以太网核心技术–全硬件TCP/IP协议栈


WIZnet，是全球第一家专注于全硬件TCP/IP协议栈技术（iOffloadTM Tech）的半导体公司，精心为用户提供高速稳定的以太网解决方案，广泛应用在工业自动化、智能电网、安防门禁、金融机具等众多领域。该方案有效地卸载了主控芯片对于TCP/IP处理的负载，非常适应于物联网行业高速稳定，简单易用，移植性强的要求。

WIZnet以太网核心技术，说到底就是：全硬件TCP/IP协议栈。今天就给大家剖析一下核心技术。

首先，来说一下TCP/IP协议中的四大层：应用层(Application）；传输层(Transport)；网络层(IP)；网络接口层。其中，应用层中支持FTP、HTTP、SMTP、DNS等应用协议，对应到传输层中TCP及UDP不同的传输方式，在网络层中，提供ICMP、IP、IGMP、ARP和RARP等网络协议。如上协议就构成了网络通信中丰富的通信方式及功能。WIZnet以太网芯片中，在网络接口上仅提供以太网接口。





下面我们看一下WIZnet以太网芯片的结构：（全硬件协议栈）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（WIZnet以太网芯片中大部分集成了MAC和PHY），实现了一片解决联网，真正实现了TCP/IP卸载引擎技术（ToE），为单片机减负，缩短了开发周期。





好，那我们看一下全硬件TCP/IP的优势都体现在哪里？

首先，我们和市场上常见的以太网方案（用软件协议栈实现）对比一下：





下面是WIZnet以太网方案（全硬件协议栈）：





从方案结构图就可以看出，TCP/IP+MAC+PHY的集成为开发者省去了繁琐的软件协议栈移植，缩短了开发的周期，同时卸载了MCU的负载，稳定程度也可见一斑，下图就是相关测试性能对比：





图中，我们可以清楚看到，同款ARM9 MCU上，软件协议栈和硬件协议栈网络芯片，体现出来的巨大的性能差异，全硬件TCP/IP协议栈卸载MCU 63%的负载，TCP/IP传输速率提高一倍之多。

所以，穹顶之下，数据之上的剖析，才为每一个开发者带来福音。

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