南京沁恒CH395Q以太網(wǎng)協(xié)議棧芯片

1. 型號(hào)類型

南京沁恒（WCH，Nanjing Qinheng）推出的CH395Q是一款高性能的以太網(wǎng)協(xié)議棧芯片。CH395Q系列芯片包括以下幾個(gè)型號(hào)：

• CH395Q-A：基礎(chǔ)型號(hào)，適用于一般應(yīng)用場景，支持基本的以太網(wǎng)通信功能。

• CH395Q-B：增強(qiáng)型號(hào)，增加了一些高級(jí)功能，例如更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持。

• CH395Q-C：工業(yè)級(jí)型號(hào)，具備更高的抗干擾能力和工作溫度范圍，適用于工業(yè)環(huán)境。

CH395 是以太網(wǎng)協(xié)議棧管理芯片，用于單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行以太網(wǎng)通訊。

CH395 芯片自帶 10/100M 以太網(wǎng)介質(zhì)傳輸層(MAC)和物理層(PHY)，完全兼容 IEEE802.310/100M 協(xié)議，內(nèi)置了 IP、DHCP、ARP、ICMP、IGMP、UDP、TCP 等以太網(wǎng)協(xié)議棧固件。單片機(jī)系統(tǒng)可以方便的通過 CH395 芯片進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。

CH395 支持三種通訊接口：8 位并口、SPI 接口或者異步串口，單片機(jī)/DSP/MCU/MPU 等控制器可以通過上述任何一種通訊接口控制 CH395 芯片進(jìn)行以太網(wǎng)通訊。

下圖為 CH395 的應(yīng)用框圖。

CH395Q內(nèi)置了硬件TCP/IP協(xié)議棧只要少量的I/O操作，就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行10/100M以太網(wǎng)通信。廠家可提供原廠技術(shù)支持。CH395Q采用LQFP64封裝，與MCU可采用SPI、UART方式連接。

只要簡單修改CH395提供的官方例程，MCU通過命令操作CH395實(shí)現(xiàn)TCP連接，命令操作很方便節(jié)約了許多時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)芯片CH395的幾個(gè)特點(diǎn)：

1、內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧

2、命令操作

3、8個(gè)Socket

4、24KBuffer，每個(gè)Socket可自定義大小

5、4K EEPROM(很實(shí)用的擴(kuò)展功能)

6、給單片機(jī)擴(kuò)展8個(gè)I/O口

● 內(nèi)部自帶以太網(wǎng)介質(zhì)傳輸層(MAC)和物理層(PHY)。

● 支持 10/100M，全雙工/半雙工自適應(yīng)，兼容 802.3 協(xié)議。

● 支持多種模式的地址過濾。

● 與 802.3x 全雙工流控和半雙工背壓流控完全兼容。

● 支持 MDI/MDIX 線路自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

● 內(nèi)置 TCP/IP 協(xié)議簇，支持 IPv4、DHCP 、ARP、ICMP、IGMP、UDP、TCP 協(xié)議。

● 提供 8 個(gè)獨(dú)立的 Socket 對(duì)，可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

● 提供高速 8 位被動(dòng)并行接口，支持連接到單片機(jī)的并行數(shù)據(jù)總線。

● 提供最高 30MHz 速度的 SPI 設(shè)備接口，支持連接到單片機(jī)的 SPI 串行總線。

● 提供最高 3Mbps 速度的異步串口，支持連接到單片機(jī)的串行口，支持通訊波特率動(dòng)態(tài)調(diào)整。

支持低功耗模式。

● 內(nèi)置 24K RAM，可用于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)，每個(gè) Socket 收發(fā)緩沖區(qū)可以自由配置。

● 內(nèi)置 4KB EEPROM。

● 支持 8 路 GPIO。

● 提供 LQFP64M 和 LQFP128 無鉛封裝，兼容 RoHS。

封裝

優(yōu)點(diǎn)：

1、官方提供的Demo例程移植到其他MCU很方便

2、上手容易，快的5天內(nèi)可搞定

3、通訊異常處理較多，容易發(fā)現(xiàn)連接問題并修正

4、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度約為：259669 B/S(實(shí)測)

5、網(wǎng)絡(luò)連接很穩(wěn)定(進(jìn)行過長時(shí)間的壓力測試未丟包)

2. 工作原理

CH395Q芯片是一款集成了完整以太網(wǎng)協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)控制芯片，其工作原理主要包括以下幾個(gè)部分：

1. 數(shù)據(jù)鏈路層處理：CH395Q芯片負(fù)責(zé)以太網(wǎng)幀的發(fā)送和接收，包括幀的封裝和解封裝、地址解析和沖突檢測等。

2. 網(wǎng)絡(luò)層處理：在網(wǎng)絡(luò)層，CH395Q支持IP地址的處理，包括ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議等。它能夠?qū)邮盏降腎P包進(jìn)行解析，并根據(jù)IP地址進(jìn)行路由選擇。

3. 傳輸層處理：CH395Q支持TCP和UDP協(xié)議，在傳輸層處理數(shù)據(jù)包的分段、組裝、校驗(yàn)和確認(rèn)等工作。它能夠確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提供流控制和擁塞控制機(jī)制。

4. 應(yīng)用層處理：CH395Q提供了一些基礎(chǔ)的應(yīng)用層協(xié)議支持，如HTTP、FTP等，用戶可以通過簡單的配置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)。

5. 接口通信：CH395Q通過SPI接口與主控MCU進(jìn)行通信，主控MCU可以通過SPI接口向CH395Q發(fā)送命令和數(shù)據(jù)，CH395Q則返回處理結(jié)果和接收到的數(shù)據(jù)。

3. 特點(diǎn)

CH395Q芯片具有以下主要特點(diǎn)：

1. 高集成度：CH395Q集成了完整的以太網(wǎng)協(xié)議棧，用戶無需額外的協(xié)議棧開發(fā)，降低了開發(fā)難度和成本。

2. 高性能：支持10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)通信速率，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)傳輸需求。

3. 多協(xié)議支持：內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，支持ARP、ICMP、TCP、UDP、HTTP、FTP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。

4. 低功耗設(shè)計(jì)：具有低功耗模式，適用于對(duì)功耗敏感的應(yīng)用場景，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等。

5. 工業(yè)級(jí)可靠性：部分型號(hào)具有寬溫度范圍和高抗干擾能力，適用于工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。

6. 簡單易用：提供豐富的開發(fā)文檔和例程，用戶可以快速上手進(jìn)行開發(fā)。通過SPI接口與主控MCU通信，簡單易用。

4. 應(yīng)用

CH395Q芯片廣泛應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：

1. 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備：CH395Q因其低功耗和高集成度，非常適合應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如智能家居、智能電表、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等。

2. 工業(yè)自動(dòng)化：工業(yè)級(jí)型號(hào)的CH395Q具備高可靠性和寬溫度范圍，適用于工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集等自動(dòng)化系統(tǒng)中。

3. 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備：CH395Q能夠用于各種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，如路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。

4. 智能家居：在智能家居系統(tǒng)中，CH395Q可以用來實(shí)現(xiàn)家電的網(wǎng)絡(luò)化控制和監(jiān)測，如智能燈光、智能插座、安防系統(tǒng)等。

5. 教育和科研：由于其簡單易用的特點(diǎn)，CH395Q也是教育和科研中的常用器件，適用于各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)。

5. 參數(shù)

以下是CH395Q芯片的一些主要參數(shù)：

• 通信速率：支持10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)通信速率

• 工作電壓：3.3V

• 工作溫度：-40°C至85°C（工業(yè)級(jí)型號(hào)）

• 功耗：低功耗模式下典型值為10mA

• 接口：SPI接口，最大速度可達(dá)20Mbps

• 封裝類型：QFN-32封裝

• 存儲(chǔ)器：內(nèi)置32KB SRAM用于數(shù)據(jù)緩存

• 引腳數(shù)：32個(gè)引腳

CH395Q芯片作為一款高性能的以太網(wǎng)協(xié)議棧芯片，以其高集成度、高性能和低功耗的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通信等多個(gè)領(lǐng)域。其簡單易用的設(shè)計(jì)和豐富的開發(fā)資源，使得開發(fā)者能夠快速上手，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)。