南京沁恒CH395Q以太網(wǎng)協(xié)議棧芯片

1. 型號類型

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型號：

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

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

• CH395Q-C：工業(yè)級型號，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，用于單片機系統(tǒng)進行以太網(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。單片機系統(tǒng)可以方便的通過 CH395 芯片進行網(wǎng)絡通訊。

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/DSP/MCU/MPU 等控制器可以通過上述任何一種通訊接口控制 CH395 芯片進行以太網(wǎng)通訊。

下圖為 CH395 的應用框圖。

CH395Q內(nèi)置了硬件TCP/IP協(xié)議棧只要少量的I/O操作，就可以實現(xiàn)單片機系統(tǒng)進行10/100M以太網(wǎng)通信。廠家可提供原廠技術支持。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實現(xiàn)TCP連接，命令操作很方便節(jié)約了許多時間。

網(wǎng)絡芯片CH395的幾個特點：

1、內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧

2、命令操作

3、8個Socket

4、24KBuffer，每個Socket可自定義大小

5、4K EEPROM(很實用的擴展功能)

6、給單片機擴展8個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，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 個獨立的 Socket 對，可以同時進行數(shù)據(jù)收發(fā)。

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

● 提供最高 30MHz 速度的 SPI 設備接口，支持連接到單片機的 SPI 串行總線。

● 提供最高 3Mbps 速度的異步串口，支持連接到單片機的串行口，支持通訊波特率動態(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 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：

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)絡傳輸速度約為：259669 B/S(實測)

5、網(wǎng)絡連接很穩(wěn)定(進行過長時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)絡控制芯片，其工作原理主要包括以下幾個部分：

1. 數(shù)據(jù)鏈路層處理：CH395Q芯片負責以太網(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)絡層處理：在網(wǎng)絡層，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包進行解析，并根據(jù)IP地址進行路由選擇。

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、校驗和確認等工作。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制。

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

5. 接口通信：CH395Q通過SPI接口與主控MCU進行通信，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

CH395Q芯片具有以下主要特點：

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自適應以太網(wǎng)通信速率，能夠滿足大多數(shù)應用場景的數(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)絡協(xié)議，提供豐富的網(wǎng)絡功能。

4. 低功耗設計：具有低功耗模式，適用于對功耗敏感的應用場景，如物聯(lián)網(wǎng)設備等。

5. 工業(yè)級可靠性：部分型號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行開發(fā)。通過SPI接口與主控MCU通信，簡單易用。

4. 應用

CH395Q芯片廣泛應用于以下幾個領域：

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

2. 工業(yè)自動化：工業(yè)級型號的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)采集等自動化系統(tǒng)中。

3. 網(wǎng)絡通信設備：CH395Q能夠用于各種網(wǎng)絡通信設備，如路由器、交換機、網(wǎng)絡打印機等，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。

4. 智能家居：在智能家居系統(tǒng)中，CH395Q可以用來實現(xiàn)家電的網(wǎng)絡化控制和監(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，CH395Q也是教育和科研中的常用器件，適用于各種網(wǎng)絡協(xié)議實驗和學習。

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)級型號）

• 功耗：低功耗模式下典型值為10mA

• 接口：SPI接口，最大速度可達20Mbps

• 封裝類型：QFN-32封裝

• 存儲器：內(nèi)置32KB SRAM用于數(shù)據(jù)緩存

• 引腳數(shù)：32個引腳

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，廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、網(wǎng)絡通信等多個領域。其簡單易用的設計和豐富的開發(fā)資源，使得開發(fā)者能夠快速上手，實現(xiàn)各種網(wǎng)絡應用的開發(fā)。