W5100是WIZnet公司最新推出的固件网络芯片，它是在W3150A+的基础上，集成了以太网物理层RTL8201CP核，因此W5100集TCP/IP协议栈、以太网MAC和PHY为一体。W5100支持TCP，UDP，ICMP，IGMP，IPv4，ARP，PPPoE，Ethernet等网络协议；支持4个独立的Socket通信，内部16K字节的发送/接收缓冲区可快速进行数据交换，最大通信速率达到25Mbps；提供多种总线（两种并行总线和SPI总线）接口方式，可以很方便地与各种单片机连接。
W5100器件的推出，大大简化了硬件电路设计，使单片机系统在没有操作系统的支持下，真正实现了单芯片接入In
### W5100在嵌入式系统中TCP/IP网络通信的应用
#### 一、W5100芯片概述
W5100是WIZnet公司推出的一款高性能的固件网络芯片，它继承了前代产品W3150A+的优势，并进一步集成了以太网物理层RTL8201CP核心。这一集成使得W5100能够将TCP/IP协议栈、以太网媒体访问控制（MAC）和物理层（PHY）三者合一，极大地简化了嵌入式系统的网络连接设计。
#### 二、W5100的技术特点
##### 1. 协议支持
W5100支持一系列重要的网络协议，包括TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）、ICMP（互联网控制消息协议）、IGMP（互联网组管理协议）、IPv4（互联网协议第四版）、ARP（地址解析协议）、PPPoE（基于以太网的点对点协议）和以太网等。这些协议的支持使得W5100能够适应不同场景下的网络通信需求。
##### 2. Socket通信
该芯片支持4个独立的Socket通信，这意味着可以在同一时刻处理多个网络连接。这对于需要同时进行多任务通信的嵌入式应用非常有用。
##### 3. 缓冲区大小
W5100内部集成了16K字节的发送/接收缓冲区，这有助于提高数据交换的速度和效率。较大的缓冲区容量对于高带宽的应用尤其重要，因为它可以减少数据丢失的可能性。
##### 4. 通信速率
W5100的最大通信速率可达25Mbps，这样的速度对于大多数嵌入式系统而言已经足够快。特别是在不需要高速度的场景下，这个速度足以满足需求。
##### 5. 总线接口
为了方便与各种单片机的连接，W5100提供了多种总线接口选项，包括两种并行总线和SPI总线。这为开发人员提供了灵活性，可以根据具体的应用场景选择最合适的接口方式。
#### 三、W5100的应用案例
##### 1. 网络考勤机/门禁系统
在这一应用场景中，W5100通过与MCS-51单片机以直接总线方式进行连接，实现了一个具有网络功能的考勤机/门禁设备。这种设备可以广泛应用于公司写字楼、商场、超市、住宅小区等场所的人员出入管理。考虑到这类设备通常需要传输的数据量不大，因此SPI接口是较为合适的选择。
##### 2. 网络电力仪表
W5100在电力仪表中的应用可以帮助实时采集电力系统数据，并实现本地或远程的数据采集、故障分析判断等功能。这类网络仪表主要应用于发电厂、变电站、配电站、工厂电力系统等领域，甚至可用于居民电量管理。
##### 3. 数字电视前端设备
数字电视前端设备如卫星接收机、数字编码器、数字复用器、数字加扰机及QAM调制器等，都可以利用W5100建立设备与控制台之间、设备与设备之间的网络通道。W5100内部拥有4个完全独立的端口，具备高速的数据处理能力和数据吞吐能力，不仅可以传输一般的控制信息，还可以传输音视频信号。
#### 四、总结
W5100凭借其强大的网络功能、灵活的接口选择以及优秀的性能表现，在嵌入式系统领域有着广泛的应用前景。无论是网络考勤机/门禁系统、网络电力仪表还是数字电视前端设备，W5100都能提供稳定可靠的网络连接解决方案。随着物联网技术的发展，相信未来会有更多创新的应用场景涌现出来，W5100也将成为实现这些应用的重要组件之一。
