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Posts tagged with: W5200

Arduino Ethernet 라이브러리 업데이트

WZnet 칩 W5100, W5200과 W5500을 지원하는 통합 아두이노 라이브러리인 Arduino Ethernet 라이브러리를 업데이트 했다. 기존 코드에서 달라진 점은 다음과 같다.

  • Arduino IDE 1.5.x 지원 : Arduino Due를 지원하기 위함.
  • Due용  SPI 드라이버 추가
  • W5200및 W5500의 경우 SPI드라이버 속도를 높였다. 무려 42Mhz까지 지원
  • w5100::read_data함수의 파라미터의 형 변경
  • flush() 함수 추가

Arduino IDE 1.5.xx를 지원하기 위해서는

  • 32비트 SAM용 SPI 드라이버가 추가 되야한다.
  • IDE 1.5.x의 폴더 구조가 바뀌어서 헤더파일 include가 변경된다.아래 그림 참고…  예를 들면 #include “w5100.h”가 #include “utility/ w5100.h” 이런 식으로…

Arduino_Folder

  • AVR코드와의 구별은 #if defined (ARDUINO_ARCH_AVR)로 한다.

W5500 SPI

W5500_SPI

데이터 시트에는 이론상 80Mhz까지 가능하다고 나오지만 실제로는 33Mhz 정도가 최대 SPI clock으로 명기해 놓고 있다. 그리고 Atmel SAM에서  SPI clock은 다음과 같이 결정된다. 즉 메인 클럭을 분주해서 사용을 하는데, 아두이노에서는 84Mhz를 메인으로 사용하므로 14Mhz, 28Mhz, 42Mhz, 84Mhz가 설정이 가능하다.

SAM_SPI

 

아두이노 코드에서는 다음과 같이 클럭을 분주해서 42Mhz가 가능하다. 1로 분주하면 84Mhz 인데, 칩에서는 80Mhz까지만 지원하므로 84Mhz는 지원이 안된다. 42에서 84는 갭이 크다…

참고로 아두이노에서 W5100의 SPI는 4Mhz로 설정이 되어 있으니, 거의 10배 이상이 빨라짐~~


Wake on LAN

Wake on LAN은 네트워크 패킷(매직 패킷)으로 컴퓨터를 켜거나, 깨우는 기능을 하는 AMD와 HP에서 만든 표준이다.

요즘 PC들은 전원을 꺼도 이더넷 잭에 연결된 LED가 깜박이는 것을 볼 수 있는데, 즉 LAN은 패킷을 받을 수 있는 모드에 있다. 

AMD의 White paper

cfile26.uf.1225CD3F5022E8BF13F2F0.pdf

매직 패킷의 구성

매직 패킷은 2가 있는데, ether-wakeUDP상에서 구현하는 패킷이 있다. 대부분의 PC 프로그램이 보내는 패킷은 후자이다.

아래 내용은 ether-wake패킷의 구성이다. 출처) http://wiki.wireshark.org/WakeOnLAN

이 사이트에서 관련 패킷 샘플도 다운로드 가능하다.

Synchronization Stream

Target MAC

Password (optional)

6

96

0, 4 or 6

-. Synchronization Stream : FF FF FF FF FF FF

-. Target MAC: 깨울 상대의 맥 어드레스

-. Password: 옵션

즉 옵션이 없고 맥 어드레스가 01:02:03:04:05:06 이면 패킷의 형태는 다음과 같다.

FFFFFFFFFFFF010203040506010203040506010203040506010203040506 010203040506010203040506010203040506010203040506010203040506 010203040506010203040506010203040506010203040506010203040506 010203040506010203040506



아래 첨부 파일은 매직 패킷을 Wireshark로 캡쳐한 것이다.[출처: Wireshark.org]

Ether-wake와 UDP 패킷 2가지가 나와있다.

cfile26.uf.125CBA4350259BC91C8AB5.pcap


매직 패킷을 보낼 수 있는 프로그램

Fusion WOL

http://fusionfenix.com/product/wol-1-0

찾아보면 이것말고 꽤 있다.

W5200의 WOL 기능

-. Wake On LAN과 Power down mode와는 아무 관련이 없다. 그리고 power down mode를 enable하면 패킷을 못 받는다.

-. 즉 WOL은 MCU가 sleep하고 있고, W5200은 동작하고 있는 상태에서 WOL기능을 이용해서 매직 패킷을 받으면 인터랍트가 떠서 MCU 깨울때 사용하면 다.

-. 단 주의 사항은 W5200은 ether-wake 패킷만 지원을 한다. 

   따라서 PC에서 raw Ethernet Packet을 보낼 수 있는 프로그램이 필요하다.

참고

http://en.wikipedia.org/wiki/Wake-on-LAN

http://wiki.wireshark.org/WakeOnLAN

http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/20213.pdf


아두이노 보드에서 W5200 사용하기

아두이노의 공식 Ethernet 쉴드에는 WiznetW5100이 사용된다. 따라서 모든 Ethernet 라이브러리는 W5100을 이용하는 것으로 되어있는데 Wiznet의 신규칩인 W5200을 아두이노 보드에서 사용하기 위해서는 라이브러리를 일부 수정을 해야 한다. W5100과 비교해서 W5200의 장점은 대략 작은 패키지, 8 socket 지원(W5100의 경우 4 socket 지원), Power down mode, Wake on LAN 기능 지원 등이다. 
    W5100 to W5200 migration guide



Hardware 연결
간단한 테스트를 위해 Wiz820io를 사용을 해서 아래 그림처럼 테스트를 했다. 아래 그림은 Fritzing 이라는 툴로 Wiz820io 라이브러리를 만든 후 작성한 연결도이다. Fritzing관련해서는 이전 포스트 참고(Fritzing, Fritzing 라이브러리 만들기)
    Wiz820io의 Fritzing 라이브러리


cfile28.uf.182202414EE59CB821A744.fzpz


* PWDN, nINT, 스위치를 통한 reset 입력은 연결을 안 해도 되고, VCC, GND도 하나의 선만 연결해도 된다.




라이브러리 수정
변경을 최소화하고 기존의 라이브러리와의 호환성을 위해 변경된 드라이버는 W5100과 같은 파일명을 쓴다. 즉 W5100.cpp와 W5100.h 파일만 수정해서 아두이노 IDE가 설치된 폴더에 덮어쓰면 된다. 즉 “/libraries/Ethernet/utility” 아래에 있는 W5100.cpp 및 W5100.h 파일을 아래 첨부한 파일로 변경하면 된다. 파일에 수정된 부분은 W5200으로 검색을 하면 쉽게 찾을 수 있다.


cfile23.uf.160404394EE5D0692C5B5D.cpp


cfile3.uf.177E62394EE5D06A33D119.h




테스트
아두이노의 IDE에서 File > Examples >Ethernet > 에 있는 예제를 열어서 컴파일 후 아두이노보드에 다운로드를 하면 잘 동작한다. 
최근에 릴리즈한 Arduini 1.0 에서는 기존 Ethernet 라이브러리가 좀 더 확장이 되었다.  http://arduino.cc/en/Main/ReleaseNotes 참고

* Support for DHCP and DNS has been added to the Ethernet library, thanks to integration by Adrian McEwen. Most classes in the Ethernet library have been renamed to add a “Ethernet” prefix and avoid conflicts with other networking libraries. In particular, “Client” is now “EthernetClient”, “Server” is “EthernetServer”, and “UDP” is “EthernetUDP”. A new IPAddress class makes it easier to manipulate those values.


* The UDP API has been changed to be more similar to other libraries. Outgoing packets are now constructed using calls to the standard write(), print(), and println() functions – bracketed by beginPacket() and  endPacket(). The parsePacket() function checks for and parses an incoming packet, which can then be read using available(), read(), and peek(). The remoteIP() and remotePort() functions provide information about the packet’s origin. (Again, thanks to Adrian McEwen for the implementation.)